座落在大同城内大西街九楼巷，寺院西向，建筑古朴。门额用汉文雕塑。全寺占地20余亩，面积呈长方形。从寺门到礼拜寺形成一个下坡。全寺院布局紧凑，结构严谨，洁净肃穆。中轴线上有正门、十字穿心楼阁、石桥、礼拜殿，轴线左右有配房、沐浴室等。主体建筑由四组殿堂毗连而成，前为卷棚式抱厦，后为歇山顶和硬山顶两组大厦，最后一组则为卷棚顶和圆攒尖顶的混合结构。整个建筑外形檐牙起伏，富于变化，既保持着中国古代木构建筑的风格，又具有阿拉伯文化的特点。据清乾隆七年（1742年）重立《敕建清真寺碑》记载，该寺建于唐贞观二年（628年），距今有1200年的历史。现存建筑多为清代遗物。