Laleli Camisi, adını Laleli Baba Türbesi veya Laleli Çeşme gibi yakındaki unsurlardan almıştır. Koca Ragıb Paşa’nın sadrazamlığı döneminde III. Mustafa hükümdarlığı sırasında 1760-1763 yılları arasında inşa edilmiştir. İnşası tamamlandıktan kısa bir süre sonra, 1766 depremi sonrası meydana gelen zararın büyük olasılıkla sadece son dokunuşların gecikmesine yol açtığı düşünülmektedir.
Bazı kaynaklara göre sol minarenin camiye altı yıl sonra eklenmiş olabileceği belirtilmiştir ve yapı üzerindeki veriler de bunu destekler niteliktedir. Caminin kapısının üzerindeki 1783 tarihli onarım kitabesi muhtemelen Ağustos 1782’deki büyük yangının ardından ortaya çıkan hasarı giderme amacını taşımaktadır. Avluya üç yönden merdivenlerle ulaşmak mümkündür. Son cemaat yerini örten beş tanesi yarım kubbe olmak üzere toplam 18 kubbeli avlu ortasında zarif bir şadırvan bulunmaktadır. İki minareden güneybatıdaki, avlu duvarıyla bütünleşirken, diğeri ise daha sonradan yapıya eklenmiştir. Hünkâr mahfiline çıkan rampa da yapının bu kritik noktasına entegre edilmiştir.
Caminin ana kısmı, zeminden yükseltilmiş ve sekizgen planın değiştirilmesiyle bugünkü formunu kazanmıştır. Kubbe ve yarım kubbelerin yüklerini taşıyan sekiz ayak içinde, sadece mihrabın karşısına gelen ikisi serbest, diğerleri ise dış duvarlarla entegre bir şekilde tasarlanmıştır. Kıble duvarının genişletilmesiyle avlu duvarı arasında kalan dar uzun alanlar dışarıya doğru açılan şekilde düzenlenmiştir. Mimarının genellikle Mehmet Tahir Ağa olarak anıldığı birçok kaynakta belirtilse de, bu iddiayı destekleyen özgün bir belge mevcut değildir.