Aż do 1453 roku kościół ten był nieprzerwanie elementem klasztoru. W 551 roku papież Wigiliusz, który kilka lat wcześniej został wezwany do Konstantynopola przez Justyniana, znalazł w kościele azyl przed cesarskimi żołnierzami, którzy chcieli go schwytać. Zdarzenie to wywołało później w mieście zamieszki. W okresie Ikonoklazmu klasztor Sergiusza i Bakchusa stał się jednym z centrów tego ruchu w Konstantynopolu. Między innymi propagator tego ruchu Jan Grammatikos, późniejszy Ekumeniczny Patriarcha Jan VII Gramatyk, był tutaj od ok. 815-837 igumenem i w tym czasie przesłuchiwał i reedukował w kościele przeciwników tej doktryny (m.in Platona z Sakudion, Teodora Studytę, Teofana Wyznawcę, etc). W kościele znajdowały się relikwie jego patronów – głowy świętych Sergiusza i Bakchusa. Świątynia została odnowiona za panowania cesarza Bazylego I ok. roku 867.
Po Upadku Konstantynopola w roku 1453, kościół pozostawał w pierwotnym użyciu aż do panowania Bejzyda II. Wtedy to właśnie (pomiędzy rokiem 1506 a 1513) został on zamieniony w meczet przez Hüseyin Ağa, zwierzchnika Czarnych Eunuchów, którzy byli odźwiernym Bramy Błogości (osm. Bab-ı-Saadet) w pałacu Topkapı. Dodano wtedy do istniejącej konstrukcji portyk oraz medresęMüller-Wiener, 182.