Здание было построено в 1910-1914 годах на средства, собранные верующими (полмиллиона рублей). Петербургское общество архитекторов по поручению комитета по постройке мечети объявило конкурс на составление эскизного проекта. Лучшим признали проект, составленный архитектором Н. В. Васильевым. В доработке проекта и его осуществлении принимали участие С. С. Кричинский и А. И. Гоген.
Мечеть представляет собой модернизированное подражание мавзолею Тамерлана в Самарканде. Минареты, купол и порталы украшены многоцветными изразцами. Декоративное убранство выполнено художником-керамистом П. К. Ваулиным.