این بنا به دستور میرزا حسن علی خان ملقب به نصیرالملک، که از اعیان و اشراف شیراز بود، ساخته شد. معماری آن کار محمد حسن معمار بوده است. مدت ساخت آن حدود ۱۲ سال و از سال ۱۲۵۵ تا ۱۲۶۷ خورشیدی به طول انجامیده است. مرمت، حفظ و نگهداری این بنای باشکوه و ارزشمند با رعایت استانداردهای بین‌المللی مرمت آثار تاریخی از سال‌ها پیش توسط موقوفه نصیرالملک به تولیت آقای محمود قوام آغاز شده و همچنان ادامه دارد.

این مسجد دو شبستان دارد یکی در غرب و دیگری در شرق شبستان شرقی یک شبستان زمستانی بوده که به سمت قبله است همچنین در هوای بسیار گرم تابستان می‌بایست مورد استفاده قرار می‌گرفت که جهت جلوگیری از تابش مستقیم نور آفتاب و گرم شدن شبستان طراحی شده است. در پشت این شبستان دری است که به چاه بزرگی باز می‌شود که به ان گاو چاه می‌گویند این قسمت محل نگهداری حیوان آبکش هدایت گردیده است.

مسجد دارای دو ایوان شمالی و جنوبی است که شبیه هم نیستند و ایوان شمالی زیباتر از ایوان جنوبی است. ایوان شمالی دارای سه نیم طاق در سه طرف است و از سمت چهارم به صحن راه دارد، همچنین این ایوان داری ۴ غرفه است و سقف میانی آن با مقرنس کاری و کاسه سازی پنج کاسه مزین گشته است.