Мечеть была построена в XV – XVI вв. на территории Измаильской крепости. Во время штурма крепости в 1770 году русскими войсками под командованием Николая Васильевича Репнина, засевшие в мечети янычары до конца держали оборону.
Надо отметить, что в ходе русско-турецких войн Измаильская крепость несколько раз переходила из рук в руки. Не всегда штурм крепости заканчивался победой русских войск. Так, спустя 13 лет после Кючук-Кайнарджийского мирного договора, в 1787 году началась очередная русско-турецкая война. В 1789 году князь Репнин вновь пытается взять крепость, но в этот раз штурм закончился неудачей, и лишь 11 (22) декабря 1790 года войска Александра Васильевича Суворова взяли, считавшуюся к тому времени неприступной Измаильскую крепость.
В 1806 и 1807 году русские войска под командованием герцога Ришелье, а затем генерала Ивана Михельсона вновь предпринимают неудачную попытку штурмовать крепость.
В 1809 году крепость взята русскими войсками под командованием генерал-лейтенанта Андрея Павловича Засса.
В 1810 году, находящаяся на территории крепости, мечеть была переделана под Крестовоздвиженскую церковь.
В 1856 году после поражения России в Крымской войне, согласно Парижскому трактату, Измаил был передан Молдавскому княжеству – вассалу Османской империи, а крепость была взорвана, и только мечеть осталась нетронутой.
В 1971 – 1973 гг. мечеть была реставрирована. Были восстановлены утраченные детали и крыша галереи, застеклены арочные ниши. 9 мая 1973 года была открыта диорама «Штурм крепости Измаил».