bizans devrinde theodosius forumu olarak adlandırılan ve şehrin en büyük meydanı olan meydanında sultan bayezid veli tarafından yaptırıldı. istanbul’un fethinden sonra şehre kurulan ikinci büyük selatin camii idi. şehirdeki ilk selatin camii olan fatih camii orijinalliğini kaybettiğinden istanbul’da orijinalliğini koruyan en eski selatin camii olarak kabul edilir. cümle kapısında şeyh hamdullah'ın yazdığı kitabeye göre 1501-1506 yılları arasında beş yılda tamamlanmıştır.
evliya çelebi’nin aktardığında göre caminin açılış günü ilk namazı padişahın kendisi kıldırmıştı.
istanbul’da 1509’da meydana gelen ve “küçük kıyamet” diye anılan depremden zarar gördü. depremden sonra kısmen onarılan camiinin onarımını daha sonraki yıllarda tamamlayıp güçlendiren mimar sinan oldu. onun, 1573’de caminin içinde bir kemer inşa ederek yapıyı güçlendirdiği bilinir.
1683 yılındaki bir yangında minare külahları tutuşarak zarar gördü; 1743’te ise minarelerden birisine yıldırım isabet etmesi sonucu külahı yandı.