Fethiye Camii; 13 yy.ın sonlarına doğru, Bizanslı Mihail Glabas Tarkaniotes tarafından Fatih İlçesi Çarşamba semtinde, Haliç’e bakan bir yamaçta kilise olarak inşa ettirilmiştir. İstanbul’un fethinden sonra Fatih Sultan Mehmed’in fermanıyla, Ortodoks Patrikhanesi 1455 yılında bu kiliseye taşınmış ve kilise, 1595 yılında Gürcistan ve Azerbaycan’ın fethi anısına camiye dönüştürülerek; bu camiye Fethiye Camii adı verilmiştir. Yapı camiye çevrildikten sonra kilisenin apsis kısmı yıkılarak; yapıya içinde mihrabın da bulunduğu kubbeli bir iç mekân, minare ve avlu çerçevesini üç yönde saran bir medrese ilave edilmiştir.
Fethiye Camii 1845 yılında tamir görmüş ve 20 yy. başlarında medresesinin yerine bir ilkokul inşa edilmiş ve yapının dış avlu duvarları kaldırılarak külliye bütünlüğü yok edilmiştir. Ayrıca cami, 1936–1938 yılları arasında Vakıflar Müdürlüğü tarafından restore edilmiş ve müzeye dönüştürülerek Müzeler Müdürlüğü’nün idaresine verilmiştir. Bu dönem çok bakımsız kaldığı söylenen Fethiye Camii, 1960’lı yıllarda yeniden camiye dönüştürülmüş ve yapının yanındaki ek mezar şapeli Bizans Enstitüsü tarafından restore edilmiştir. Bu restorasyon esnasında ek mezar şapelin içindeki mozaik ve freskolar açığa çıkarılmıştır