Bizans İmparatoru Justinianus tarafından 532’de inşa ettirilmiştir. Sarnıcın bulunduğu yerde o dönemde Bazilika bulunduğundan, Bazilika Sarnıcı olarak da bilinir. Sarnıç, Ayasofya’nın güneybatısında, Bizans İmparatorluğu’nda dünyanın sıfır noktsı olarak kabul edilen Milyon Taşı’nın yanındadır. Uzunluğu 140m. genişliği 70m. dikdörtgen biçimde toplam 9.800 metrekare alanı kapsar. Sarnıçın içerisinde 336 sütun bulunmakta ve bu sütunların her biri 9 metre yüksekliğindedir. Bu sütunların üzeri oyma ve kabartma halinde Tavus Gözü, Sarkık Dal, Gözyaşı şekilleriyle süslenmiştir.
Sarnıçtaki sütunların, köşeli veya yivli şekilde olan birkaç tanesi hariç büyük çoğunluğu silindir şeklindedir. Sarnıcın kuzeybatı köşesinde iki sütunun altında kaide olarak kullanılan iki Medusa başı, Roma dönemi heykel sanatının eserlerindendir. Bir rivayete göre Medusa Yunan Mitolojisinde yeraltı dünyasının dişi canavarı olan üç Gorgonadan biridir. Bu üç kız kardeşten yalnızca yılan başlı Medusa olumlu ve kendisine bakanları taşa çevirme gücüne sahip. O dönemde özel yapıları korumak amacıyla Gorgona kafalarının resim ve heykellerinin konuşulduğu, Medusanın da bu amaçla buraya konulduğu söyleniyor.
İstanbul’un Osmanlılar tarafından fethedilmesiyle sarnıç bir süre daha kullanılmış fakat durgun su yerine akan suyu tercih eden Osmanlılar şehirde kendi su tesislerini kurduktan sonra sarnıcı kullanmamışlardır. 1544-1550 yıllarında İstanbul’a gelen Hollandalı araştırmacı P. Gyllius tarafından yeniden keşfedilmiştir. Sarnıç Osmanlı döneminde iki kere restore edilmiştir. Cumhuriyet döneminde ise 1985 yılında İstanbul Belediyesi tarafından restore edilmiştir. İçerisinden 50.00 ton çamurun çıkartılması ve gezi platformunun yapımıyla birlikte 9 Eylül 1987 yılında tamamlanmış ve ziyarete açılmıştır.
–Sarnıç, Dan Brown’un 2013’te yayınlanan Cehennem adlı gizem romanının konusu olmuştur. Roman 2016 yılında filme uyarlanmıştır. Yerebatan Sarnıcı bölümleri için Budapeşte’deki film platosunda sarnıcının kopyası yapılarak sarnıcın tarihi dokusuna zarar vermemek için çekimler orada yapılmıştır.