26 октября 740 г. храм святой Ирины сильно пострадал от землетрясения. Реконструкция была проведена в ближайшие несколько лет, скорее всего, как полагают исследователи, после утверждения на престоле императора Константина V (743 г.). Храм святой Ирины снова упоминается в источниках в 859 г. в связи с историей борьбы церковных партий Игнатия и Фотия за патриарший престол. Высланный в 858 г. из Константинополя Игнатий, уезжая, наложил запрет на проведение богослужений в Святой Софии. Сторонники Фотия, возведённого на престол вместо Игнатия, заняли собор святых Апостолов, но несколько епископов, поддерживавших Игнатия, сорок дней заседали в храме святой Ирины и объявили о низложении Фотия. Решение этого Собора в действие не вступило, поскольку большинство церковного клира и император Михаил III в то время поддерживали Фотия. В 923 г. император Роман I Лакапин издал политически важное постановление, согласно которому позволялось при очень строгих ограничениях заключение третьего брака, но четвёртый брак осуждался. Указ был призван прекратить длившееся уже 15 лет противостояние сторонников и противников третьего брака императора Льва VI Мудрого. По случаю примирения сторон было установлено ежегодно в июле совершать торжественную службу в храме святой Ирины; затем церковная процессия, в которой участвовали патриарх и императорская семья направлялась к собору Святой Софии. По источникам X в. исследователям известно о некоторых особых литургических церемониях, проходивших в храме святой Ирины. 23 января здесь совершалось поминовение мученика Климента Анкирского (освящение храма праздновалось 27 или 28 апреля); в Великую пятницу патриарх совершал службу для катехуменов, т.е. оглашенных. Также в Великую пятницу из реликвария императорского Большого дворца (или храма Богородицы Фара) в храм святой Ирины выносили для поклонения святое копие. После X в. храм святой Ирины почти не упоминается в византийских источниках. Исследователи полагают, что храм потерял значение после того, как в XII–XIII вв. политический центр Константинополя и частично Патриаршая резиденция постепенно переместились во Влахерны. Тем не менее, до 1453 г. храм святой Ирины сохранял своё положение одного из древнейших храмов Константинополя. С 1464 г., в эпоху османского правления, храм был включён в территорию султанского дворца Топкапы и использовался как казарма для дворцовой стражи янычар. В 1726 г., при султане Ахмеде III, в храме святой Ирины складировали оружие; здание в обиходе получило название Ич Джебехане (Арсенал). К стенам в ряде мест были подведены укрепляющие их контрфорсы. В 1846 г. в храме был размещён музей турецких военных трофеев. В 1875 г. при музее был организован отдел древностей, среди которых демонстрировались византийские саркофаги, цепь, протянутая через Золотой Рог во время осады 1453 г., памятник возничему ипподрома Порфирию, постамент для серебряной статуи императрицы Евдокии.