Алтарь храма был покрыт кругом драгоценными металлами. Серебряные стены и серебряные колонны отделяли алтарь от находившегося перед ним клироса, предназначаемого для певцов.
Диаметр центрального купола храма—31,4 м. Конструкция купола выполнена очень смело, даже чересчур. Спустя 20 лет после окончания строительства, во время небольшого землетрясения, купол разрушился. Его покрытие оказалось слишком тонким, конструкция не выдержала непредвиденного увеличения нагрузки. Конструкторы еще не владели научным расчетом. Главный купол был сложен из глиняных горшков, которые до сих пор удивляют своей крепостью. Они сделаны из особенной глины, привезенной с острова Родос. Масса 12 таких горшков равняется массе одного кирпича. Так было достигнуто соответствие между огромным размером купола и его легкостью.
Фундамент здания состоял из громадных треугольных монолитных масс каждая длиною в 50 футов, состоящих из смеси извести, песка, смоченного для крепости ячменной водой и еще какой-то клейкой жидкостью. Все это было соединено плетенками из ивовых прутьев. Подпоры были сложены из каменных глыб кубической или треугольной формы, соединенных между собой цементом на масле, залитых свинцом и перехваченных с внутренней и внешней стороны железными болтами и связями. Так была достигнута необыкновенная прочность собора. Юстиниан запретил при постройке собора употреблять дерево — исключение было допущено лишь для некоторых дверей.
Эта самая пышная византийская постройка была гордостью Юстиниана. И не удивительно, что через 5 лет 11 мес и 10 дней после пожара храм был готов. В день открытия храма император на колеснице, запряженной четверкой лошадей, подъехал к главному входу, быстро прошел до середины собора и, подняв руки к небу, воскликнул: «Слава богу, который дал мне возможность закончить эту постройку. Я превзошел тебя, о Соломон!».
В день освящения храма столичным жителям было роздано 1000 быков, 1000 баранов, 600 серн, 10 000 разной живности и 30 000 мер хлеба. Денежные подарки, розданные населению, достигли чудовищных Сумм.