Pembangunan Masjid Nusretiye ditugaskan oleh Sultan Mahmud II, dan dibangun di lokasi bekas barak militer Emir Arabcilar. Rencana arsitekturnya selesai pada tahun 1826, dan dirancang oleh Kirko Balyan dari keluarga Balyan yang terkenal, yang bertanggung jawab atas banyak bangunan Kekaisaran Ottoman pada periode itu, dan masjid ini dianggap sebagai contoh arsitektur Barok yang indah. Bentuknya persegi, dan tinggi kubah tengahnya 33 meter. Terbuat dari granit dan didukung oleh empat lengkungan bundar.Masjid ini juga memiliki dua menara, dan fasadnya dikelilingi oleh karya dekoratif bergaya Kekaisaran.