Das Bildnis von Edessa wird nach Konstantinopel gebracht 

Die ältesten, uns erhalten gebliebenen Abbildungen Christi zeigen unseren Herrn als einen noch sehr jugendlichen Mann (z.B. in den römischen Katakomben, in einer Hauskirche in Dura Europos, Syrien, etc.) im Stil der antiken Kunst. Diese Bilder sind offenbar der Phantasie der darstellenden Künstler entsprungen.  Im 6. Jahrhundert aber tritt plötzlich ein für Kunsthistoriker nicht erklärlicher, völliger Wandel der Darstellung auf: in vielen Ikonen der Ostkirche wird Jesus als erwachsener und bärtiger Mann mit langem Haar, großen und ausdrucksvollen Augen dargestellt – mit einer verblüffenden Ähnlichkeit mit dem Abbild auf dem Turiner Grabtuch. Diese Ähnlichkeit bezog sich nicht nur auf Augen, Nase und Bart sondern auf viele andere Details, z.B. ist eine Augenbraue höher gezogen als die andere, eine Wange ist stark geschwollenen etc. Weiters gibt es auf dem Bildnis auf dem Grabtuch ein auffallendes Zeichen zwischen den Augen, es hat die Form eines „V“ mit einem darüber befindlichen Quadrat. Diese eigenartige Form, anatomisch nicht zu begründen, findet sich auf 80 % aller byzantinischen Ikonen. 

Wiederholt bestürmten die Perser die Ostgrenze des römischen Reiches, so auch im Jahr 544. Kaiser Justinian I. gründete vier Jahre später, im Jahr 548, das Katharinenkloster auf der Halbinsel Sinai. Dort sind aus dieser Zeit zwei Christusbilder erhalten, die eine erstaunliche Ähnlichkeit mit dem Abbild auf dem Grabtuch haben, ein Porträt ist vollkommen proportionsgleich mit dem Antlitz auf dem Turiner Grabtuch!

Im Jahre 639 wurde Edessa von den Arabern erobert. Drei Jahrhunderte später führte Byzanz sogar Krieg, um wieder in den Besitz dieses Tuches zu kommen. Nach der Rückeroberung des Tuches im Jahr 944 ließ der Kaiser von Byzanz das Bildnis von Edessa nach Konstantinopel bringen, wo man dem Tuch einen feierlichen Empfang bereitete, es wurde auf den Altar der Hagia Sophia gelegt. Ein Chronist berichtet, wie die kaiserlichen Prinzen das Bild in Augenschein nahmen, der Eindruck war enttäuschend. Einige meinten, man sehe nichts. Es ist, im Grunde genommen, derselbe Eindruck, den man hat, wenn man das Turiner Grabtuch aus unmittelbarer Nähe sieht, dann verschwindet das Abbild nahezu völlig. Von keinem anderen Bild wurde so ein Effekt beschrieben, es legt sich also der Schluss nahe, dass das Edessabild identisch ist mit dem (gefalteten) Grabtuch. Ein englischer Pilger beschrieb Jahre später ein „Grabtuch“ als einen der Schätze der kaiserlichen Kapelle.