在1847年至1849年間，蘇丹阿卜杜勒-邁吉德一世對(duì)清真寺開(kāi)展了最為著名的一次復(fù)修，在瑞士及意大利籍建筑師兄弟加斯帕雷及朱塞佩·福薩蒂的監(jiān)管下動(dòng)用八百名工人。他們鞏固了圓頂和拱頂、擺正圓柱及改變建筑內(nèi)外的裝潢。上層樓座的鑲嵌畫(huà)都被擦掉，古舊的吊燈被撤換。

巨大的圓框雕飾被加掛在圓柱上，刻有阿拉、先知穆罕默德、四大哈里發(fā)(阿布·伯克爾、歐麥爾、奧斯曼、阿里)及穆罕默德兩位孫兒(哈桑、侯賽因)的名字。1850年，福薩蒂加建一個(gè)拜占庭復(fù)興建筑風(fēng)格的長(zhǎng)廊，連接清真寺后方的皇室樓閣。一座記時(shí)員建筑及一所伊斯蘭學(xué)校建在清真寺外，叫拜樓也被修正為同一高度。復(fù)修完成后，清真寺在1849年7月13日舉行盛大慶典并重開(kāi)。

圣索菲亞大教堂博物館

1935年，第一任土耳其總統(tǒng)及土耳其國(guó)父穆斯塔法·凱末爾·阿塔圖爾克將圣索菲亞大教堂變?yōu)椴┪镳^。地毯被移走，覆蓋在鑲嵌畫(huà)上的石膏由專家煞費(fèi)苦心地擦去，地面飾品得以展示。成為博物館之后的圣索菲亞教堂被改名為阿亞索菲拉博物館，實(shí)際上該博物館的展品主要就是建筑物自身以及其中的鑲嵌畫(huà)藝術(shù)品。

20世紀(jì)40年代中，由美國(guó)拜占庭研究會(huì)以及敦巴頓橡樹(shù)園現(xiàn)場(chǎng)委員會(huì)(Dumbarton Oaks Field Committee)牽頭的考古學(xué)家們開(kāi)始了對(duì)圣索菲亞大教堂的修復(fù)工作。1985年，圣索菲亞大教堂所在的伊斯坦布爾文化區(qū)被聯(lián)合國(guó)教科文組織選為世界文化遺產(chǎn)。但是博物館的維護(hù)工作并不到位，1993年，一個(gè)聯(lián)合國(guó)教科文組織的考察團(tuán)在其報(bào)告中指出，博物館缺乏維護(hù)，墻上的石膏正在脫落，有些破損的窗戶沒(méi)有及時(shí)被修復(fù)，大理石的清理工作也沒(méi)有到位，一些顏料已經(jīng)被潮濕的空氣侵蝕了。