Церковный историк Никифор Каллист Ксанфопул (ум. около 1350 г.) вновь писал о погребальных пеленах и части пояса Богоматери, в V в. положенных в церковь Богородицы во Влахернах. Тем не менее, именно мафорий Пресвятой Богородицы считался главной святыней Влахерн и палладием столицы. К его помощи обращались во время осад Константинополя. Все русские паломники, посещавшие церковь Богородицы во Влахернах в поздневизантийский период, поклонялись там «ризе» и «поясу» Богоматери. Западные путешественники после 1204 г. о них не упоминают. Очевидно, в период латинской оккупации святыни были разделены на фрагменты и вывезены на Запад. Была ли часть реликвий сохранена в византийской столице, или традиция их почитания после 1261 г. возобновилась иным способом, исследователи установить не могут. Во Влахернах находились и другие святыни. В некоторых источниках XII в. упоминается посох Богоматери. Говорят, что при императоре Иоанне Цимисхии (969–976 гг.) во Влахернах хранились сандалии Христа, вывезенные императором с Востока. В 1200 г. Антоний Новгородец во Влахернах поклонялся мощам Феодора Стратилата; в 1204 г. латиняне забрали из Влахерн руку великомученика Георгия и мощи св. Лукии. В XIV–XV вв. русские паломники видели там мощи святых Патапия, Афанасия (или Анастасии), Панталеона. Топонимический эпитет «Влахернитисса» («Влахернская») известен с XI в. в отношении трёх иконографических типов Богоматери: Оранта (и её варианта Агиосоритисса); Епискепсис (он же «Знамение»); Ласкающая («Умиление»), чьё изображение есть среди чудотворных икон Константинополя на иконе XII в. из монастыря великомученицы Екатерины на Синае. Исследователи признают существование во Влахернах в средневизантийский период четырёх основных чтимых образов Богоматери, которые находились в главном базиликальном храме, в храме-реликварии Агия-Сорос и священной купальне. В доиконоборческий период в храме находился образ Богородицы в рост. Согласно Житию св. Стефана Нового (VIII в.), мать святого молилась перед ним о рождении сына и прикладывалась к ногам Богоматери (очевидно, этот образ разделил судьбу уничтоженных иконоборцами настенных росписей, о чём сообщает тот же текст). Согласно преданию, в средневизантийский период в храме, справа от алтаря, размещалась знаменитая икона Богоматери, с которой в XI–XII вв. происходило «обычное чудо». В 1075 г. его впервые описал учёный монах Михаил Псёлл (1018 – около 1078 гг.): на пятничной вечерне завеса перед иконой чудесным образом (силой Святого Духа) поднималась, икона «оживала», словно бы Богоматерь являла Себя в ней (в воскресенье завеса опускалась на прежнее место). Кроме М. Псёлла «обычное чудо» упоминает в «Алексиаде» Анна Комнина. По её описаниям событий 1107 г., чудо происходило не всегда, и его отсутствие расценивалось как знамение. Кроме византийских авторов «обычное чудо» описано рядом латинских и древнерусских паломников конца XI–XII вв. После 1204 г. известия об «обычном чуде» прекращаются (скорее всего, икона исчезла в период латинской оккупации Константинополя). Мнения учёных относительно этой иконы расходятся. Большинство считает, что именно она была обретена в стене церкви во время ремонта в 1030/1031 г. Икону спрятали в стене от иконоборцев в период гонений при императоре Константине V в середине VIII в. Согласно хронике Иоанна Скилицы (XI–XII вв.), на этой иконе Богоматерь была изображена держащей Младенца Христа перед Собой, что, по мнению многих учёных, соответствовало иконографии «Никопеи». Однако исследователи говорят, что нельзя исключить и вариант, близкий к иконографии «Ласкающая». Есть также версия, что икона «обычного чуда» представляла собой новый для того времени извод «Епискепсис» («Знамение») в виде Богородицы «Оранта» с медальоном на груди, в котором изображён Христос Эммануил. Быстрое распространение в византийской сфрагистике конца XI в. иконографического типа «Епискепсис» («Знамение») могло быть обусловлено растущей известностью иконы «обычного чуда». Среди чтимых икон базилики также мог быть образ Богородицы «Ласкающая». Возможным его списком некоторые исследователи признают Владимирскую икону Божьей Матери. Одним из аргументов в пользу этой версии выступает близость форм почитания обеих икон в Византии и на Руси. Они обе были процессионными, т.е. выносными, связанными с традицией пятничных крестных ходов из Влахерн в Халкопратию (VI–XV вв.). Однако принятие этой гипотезы не позволяет исследователям отождествить икону Божьей Матери «Ласкающая» с иконой «обычного чуда», которая была неподвижно закреплена на месте. Храм-реликварий Агия-Сорос в церкви Богородицы имел развитую восточную часть с вимой и алтарной экседрой.