Ayasofya’dan sonra Doğu Roma’nın ikinci büyük kilisesi olan Aya İrini, İstanbul’un en eski kiliselerinden biridir. 4. yüzyılın başlarında I. Konstantinus tarafından yaptırılmıştır. Tarihi kaynaklara göre, burada bulunan Roma döneminden kalma Artemis, Afrodit ve Apollon mabetlerinin kalıntılarından yararlanılarak inşa edilmiştir.
Aya İrini, Ayasofya ile aynı avlu duvarı içinde yer almaktadır. 532 yılındaki Nika Ayaklanması sırasında yanındaki Sempson Zenon’la birlikte yanmıştır. İmparator Jüstinyen, Ayasofya’nın yanı sıra Aya İrini’yi de yeniden yaptırmıştır.
Fethinden sonra, Aya İrini önemli bir mimari değişiklik geçirmemiştir. Camiye çevrilmediği için iç cephane, sonra da Harbiye Nezareti’nin silah ambarı olarak kullanılmıştır.
Türkiye’deki ilk müze çalışmaları Aya İrini’de başlamıştır. 3. Ahmet döneminde Osmanlı İmparatorluğu’nun çeşitli yerlerinden gönderilen eserler, Aya İrini’de toplanmıştır. Bu müze, 1875 yılında Çinili Köşk’e taşınmıştır. 1908 yılında Aya İrini, yeni bir askeri müzenin kurulması için kullanılmıştır. Aya İrini, 1949 yılına kadar Askeri Müze olarak hizmet vermiştir.
1974-1976 yılları arasında yapılan çalışmalarda, Aya İrini’nin çevresindeki toprak dolguları kaldırılmıştır. Günümüzde Aya İrini, birçok sanat etkinliğine ev sahipliği yapmaktadır.