W VII wieku Bizantyjczycy przerobili starożytną świątynię na kościół chrześcijański, przy czym nawa główna powstała z celli świątyni Ateny, nawy boczne z przestrzeni pomiędzy naosem a kolumnadą, w ściany kościoła włączono doryckie kolumny świątyni, zmieniona została też orientacja budynku – fasada znalazła się w miejscu tylnej części starożytnej świątyni W 878 roku budynek został przekształcony w meczet. Ponownie stał się kościołem po odzyskaniu Syrakuz w 1085 roku przez normańskiego hrabiego Sycylii Rogera I. Za rządów normańskich apsyda została udekorowana mozaikami oraz wybudowano nowe sklepienie nawy głównej, gdyż stare zawaliło się podczas trzęsienia ziemi w 1100 roku. W 1518 roku wykonano drewniany sufit.
Podczas trzęsienia ziemi na Sycylii w 1693 roku zniszczeniu uległa fasada kościoła. Nową fasadę zaprojektował Andrea Palma w latach 1725–1753 w stylu tzw. baroku sycylijskiego.
W 2005 roku całe miasto Syrakuzy wraz z nekropolią Pantalica zostało wpisane na listę światowego dziedzictwa UNESCO.