Πρώτο χρονικά μνημείο της περιόδου στην πρωτεύουσα της αυτοκρατορίας είναι ο ναός του Αγίου Πολυεύκτου. Ίδρυμα της Ιουλιανής Ανικίας, γόνου σημαντικής αριστοκρατικής οικογένειας, ανοικοδομήθηκε ανάμεσα στα έτη 524-527 και είναι κυρίως γνωστός για τον εξαιρετικά πλούσιο γλυπτό αρχιτεκτονικό του διάκοσμο. Σημαντικό είναι ωστόσο το μνημείο και λόγω του αρχιτεκτονικού του τύπου, που πιθανότατα υπήρξε προδρομική μορφή της τρουλαίας βασιλικής. Συγκεκριμένα, οι ανασκαφές που έγιναν στο χώρο του ναού αποκάλυψαν ένα τετράγωνο στην κάτοψη κτίσμα, του οποίου οι τοίχοι, ανάμεσα στο κεντρικό και τα πλάγια κλίτη, είχαν ασυνήθιστα μεγάλο πλάτος, στοιχεία που οδηγούν στην υπόθεση πως πιθανότατα στεγαζόταν με τρούλο.
Το παλαιότερο εκκλησιαστικό οικοδόμημα της βασιλείας του Iουστινιανού είναι ο περίκεντρος ναός των Αγίων Σεργίου και Βάκχου, γνωστός στα τουρκικά ως κιουτσούκ Aγιά Σοφιά (δηλαδή μικρή Aγία Σοφία). Ιδρύθηκε μεταξύ των ετών 527 και 536 στην περιοχή του παλατιού του Ορμίσδα, που χρησίμευε σαν κατοικία του Ιουστινιανού, πριν την αναρρίχησή του στο θρόνο, και θεωρείται από αρχιτεκτονικής άποψης πρόδρομος της Αγίας Σοφίας. Ο ναός είναι τετράγωνος στην κάτοψη, εσωτερικά όμως διαμορφώνεται σε οκτάγωνο με την προσθήκη τεσσάρων κογχών στις γωνίες του εξωτερικού τετραγώνου. Εξαιρετικής ποιότητας είναι ο γλυπτός διάκοσμος του ναού, στον οποίο, και συγκεκριμένα στο επιστύλιο, μεγάλη εγχάρακτη επιγραφή αναφέρει τους κτήτορες, τον Ιουστινιανό και τη Θεοδώρα.
Στα χρόνια του ίδιου αυτοκράτορα ανοικοδομήθηκε επίσης ο ναός της Αγίας Ειρήνης, ο οποίος κτίστηκε στη θέση της ομώνυμης ξυλόστεγης βασιλικής της εποχής του Μεγάλου Κωνσταντίνου, που είχε καεί κατά τη Στάση του Νίκα το 532.
Τέλος, σημαντικό μνημείο της εποχής είναι ο ναός των Αγίων Αποστόλων, ο οποίος επίσης αντικατέστησε τον ομώνυμο ναό του Μεγάλου Κωνσταντίνου. Η ιουστινιάνεια εκκλησία, που άρχισε να κτίζεται το 536 και εγκαινιάστηκε το 550, είχε σχήμα ελεύθερου σταυρού και στεγαζόταν με 5 τρούλους. Ο ναός δε σώζεται πλέον, ωστόσο κάποια εικόνα της αρχιτεκτονικής του μορφής παίρνουμε από τις περιγραφές μεταγενέστερων βυζαντινών συγγραφέων και κυρίως από το ναό του Αγίου Ιωάννη στην Έφεσο, ίδρυμα επίσης του Ιουστινιανού, που θεωρείται ότι αντιγράφει το ναό της Κωνσταντινούπολης.