Kesin olmamakla beraber ilk olarak 534 yılında Justinianus döneminde Aziz Teodius tarafından yapılmıştır. Sapık istila olarak bilinen IV.Haçlı Seferi sırasında (1204-1261) tekrar harap olan mâbed 14. Theodoros Metokhites tarafından tekrardan inşa edilmiştir.

Mabedin önemli kılan  Bizans İmparatorluğu’nun Haliç kıyısında surlara yakın bir yerde konumlanmış olan “Blackhernai Sarayı”na taşınmasıyla artmıştır. İmparator Theodoros’un  bu dinî tesisin içinde dostlarıyla ilmî konuşmalar yaptığı bilinmektedir. İstanbul’u Fatih Sultan Mehmet’in kuşatması sırasında şehrin koruyucusu olduğu kabul edilen ve öteden beri Sarayburnu’nda bir manastırda muhafaza edilen Meryem ikonası surlara yakın olduğu için buraya getirilmiştir.

Kariye mozaik ve freskleri, Bizans resim sanatının son dönemine ait en güzel örneklerdir. Mozaik ve fresklerde Meryem’in doğumu, ilk adımları, Cebrail’in Meryem’e bir çocuğu olacağını haber vermesi, tapınağa örtülecek örtü için yün alınması gibi sahneler yer almaktadır. Bununla beraber kilisede “Cehenneme İniş” veyahut “Diriliş” sahnesi çok az hasarla günümüze ulaşmış gerçek bir sanat eseridir. Onun üst kısmında yer alan “son duruşma” sahnesi burada tam olarak gösterilmiştir.

İstanbul’un fethedilmesiyle beraber Khora Kilisesi bir süre boş kalmış II. Bayezid döneminde Sadrazam Atik Ali Paşa tarafından camiye çevrilmiştir. Nitekim 953 (1546) tarihli İstanbul Vakıfları Tahrir Defteri’nde “Kenîse (kilise) Camii” adıyla zikredilen mâbedin paşanın Çemberlitaş’taki evkafına bağlı olduğu kayıtlıdır. İstanbul’daki sahâbe mezarlarından Ebû Saîd el-Hudrî’nin makam-kabrinin de burada olduğu kabul edilmektedir. Mimar Sinan’ın eserlerinin adlarını bildiren listelerden Tezkiretü’l-bünyân ve Tezkiretü’l-ebniye’den Mimar Sinan’ın Kariye Camii’ne yakın bir medrese inşa etmiş olduğu öğrenilmektedir. Evliya Çelebi, 16. yüzyılda Kariye Camii’nden “evvelce bir sanatlı kilise” şeklinde bahsetmiştir.

Guillaume Berggren (1835-1920) fotoğrafında Chora Manastırı (Kariye Camii) dış görünüşü

İstanbul’da 1648 yılında tarihî binalara büyük zarar veren şiddetli deprem olmuş Kariye Cami oldukça hasar görmüştür. Öncekinden daha şiddetli olan ve camide önemli izler bırakan 1766 yılı depreminin hemen arkasından cami Mimar İsmâil Halîfe tarafından onarılmıştır.

Kariye Kilisesi camiye çevrilmiş olmakla beraber mozaiklerin ve fresklerin üstü sıvanmış cumhuriyet dönemiyle beraber mozaikler ve freskler ortaya çıkarılmış ve Kariye Cami 1948 yılında müzeye dönüştürülmüştür.