По мнению, высказанному Ж. Эберсольтом и развитому Т. Мэтьюсом, вся постройка вместе с куполом была возведена при императоре Юстиниане I Великом. Нартекс (так же как и атриум) принадлежит к периоду перестройки после 564 г.; предшествующий нартекс находился на 8 м восточнее. Так или иначе, облик постройки, даже если он и подвергся значительным переделкам в результате повреждений 564 и 740 гг., в целом был определён изначальным замыслом 532 г. Архитектура храма святой Ирины как традиционной купольной базилики представляла важное, но не главное направление церковного строительства при императоре Юстиниане I Великом; лучшие достижения того времени были связаны с разработкой грандиозных купольных храмов – святых Сергия и Вакха и Святой Софии в Константинополе, святого Виталия в Равенне (527–548 гг.). Собор Святой Софии тоже является купольной базиликой, но в нём традиционный тип постройки получил совершенно новую, смелую интерпретацию, типологические рамки были фактически преодолены. Купольные базилики распространились в Византии в V в. (в Мериамлыке (474–491 гг.) и Алахане, обе – Турция) и стали одним из ведущих архитектурных типов при императоре Юстиниане I Великом: храм святого Сергия в Газе (до 536 г., Палестина), «базилика Б» в Филиппах (до 540 г., Греция), храм апостола Иоанна Богослова в Эфесе (завершён к 565 г., Турция), церковь в Каср-Ибн-Вардане (середина VI в., Сирия) и др. Они строились преимущественно не в столице, и, как полагают исследователи, этот тип сложился в Малой Азии или где-то ещё на Ближнем Востоке. В храме святой Ирины исследователи отмечают ряд черт, указывающих на ориентацию на предшествующие базилики. Здесь повторены многие детали константинопольской Студийской базилики (463 г.): многогранная апсида с синтроном, П-образные галереи над наосом и нартексом, многочисленные входы из атриума в нартекс. Правда, как отмечают исследователи, наиболее архаичные части (например, антаблементы над колоннадами) не повторяются. При сравнении храма святой Ирины с базиликами V в. исследователи не могут не отметить важных изменений, происшедших за столетие в строительной технике и в стиле убранства храмов. Тяжёлая каменная кладка была заменена кирпичной или смешанной, что позволило значительно уменьшить объём опор и толщину стен и увеличить площадь окон. На колонны опираются только галереи храмов, а основными несущими элементами становятся кирпичные или каменные опоры. Заметно изменяется мода на детали. Постепенно изживается классический ордер. Коринфская капитель, которая в V в. ещё была популярной и получила богатейшую разработку, вытесняется квадратным импостом. Он иногда покрыт густой сеткой из листьев аканфа, но чаще остаётся без скульптурной обработки. Ионическая капитель, уже слившаяся с блоком импоста, всё больше упрощается и теряет характерные греко-римские черты, превращаясь в псевдоионическую (именно такие капители присутствуют в храме святой Ирины). Горизонтальный антаблемент последний раз исследователи встречают в храме святых Сергия и Вакха; в храме святой Ирины повсеместно (даже в атриуме) использованы аркады. Резко сокращается количество храмов с мозаичным декором полов, на смену которому приходят геометрические композиции мраморных облицовок или облицовок в технике opus sectile. Убранство и конструктивные детали храма святой Ирины выполнены в соответствии с этими универсальными для всей эпохи тенденциями. Строительство храма святой Ирины придало традиционной купольной базилике новый, официальный статус. Она стала неотъемлемой частью столичного архитектурного стиля, что привело к распространению разнообразных вариантов этого типа храмов и, более того, к перестройкам классических базиликальных зданий в купольные базилики (например, базилика близ Пирдопа, Болгария, конец VI в.).