Commencé par Constantin le Grand, il ne fut achevé qu’en 378 par l’empereur Valens. Au cours de sa longue existence, l’aqueduc de Valens fut souvent endommagé et remis en état. Au VIe siècle, il fut restauré par Justinien à la suite d’un tremblement de terre. Dans les dernières années de l’Empire byzantin, d’autres tremblements de terre le détruisirent partiellement.

Mehmet le Conquérant commença sa restauration, puis Soliman le Magnifique ordonna à l’architecte Sinan d’en réaliser la réfection complète. En 1912, une partie importante, voisine de la mosquée de Fatih, fut supprimée pour des raisons d’urbanisme. Jadis, un kilomètre de construction à double étage reliait les deux collines pour approvisionner en eau le palais impérial. De nos jours encore, cette construction dont il subsiste une longueur d’environ 800 m, constitue un des plus populaires monuments d’Istamboul. L’aqueduc de Valens relie les quartiers de Fatih et de Vefa.