Die Bauzeit der Nuruosmaniye Moschee fällt in die Jahre zwischen 1748 und 1755. Sie liegt in unmittelbarer Nähe zur Konstantinsäule und zum Südosteingang des Großen Basars. In Auftrag gegeben wurde sie von Sultan Mahmut I. und nach dessen Tod von seinem Bruder Osman III. vollendet. Errichtet hat sie der Architektenlehrling von Mustafa Ağa, Simeon Kalfa.
Die Nuruosmaniye Moschee zeigt die erste Stilform des europäischen Barocks in der osmanischen Architektur. Sie weist einige architektonische Besonderheiten auf, die sie von anderen Großmoscheen vorangegangener Zeiten unterscheidet. So zum Beispiel die reichlich verzierten Bögen in der Hauptwand, die schmuckvollen Spitzen der beiden Minaretten und die Gebetsnische, die aus dem Hauptraum herausragt. Besonders auffällig ist der hufeisenförmig angelegte Vorhof, der keine Brunnenanlage besitzt und von zwölf Säulen und vierzehn kleinen Kuppeln umrahmt wird. Unter der wunderschönen Hauptkuppel sorgen fünf Fensterreihen für einen lichtdurchfluteten Innenraum. Dies gibt auch einen Hinweis auf ihren Namen Nuruosmaniye, was „Licht des Osman“ heißt . Die 24. Sure (Lichtvers) im Koran ist im Inneren der Kuppel abgebildet und ist vielleicht ein Ausdruck auf die gewollte Gottesgleichheit des Sultans.
Die Moschee ist Teil eines größeren Komplexes, der eine Medrese, eine Bibliothek, eine Armenküche und ein Grabmal in Form einer Türbe umfasst.