İstanbul'un fethinden sonra yapılan ilk selâtin câmii ve külliyedir. Fetihten sonra çok harap bir halde olan On İki Havari Kilisesi'nde barınamayan patriğin 1455'te başka bir yere taşınmak istemesi üzerine, Fâtih Sultan Mehmed ona diğer bir kiliseyi bağışlayarak buranın yerini kendi adına yaptıracağı külliyeye tahsis etmiştir. Mart 1463'de burada başlayan inşaat Aralık 1470'de tamamlanmıştır.

Bu yerin seçimi, artık buraya yeni bir inancın hâkim olduğunu gösterdikten başka İstanbul'un siluetine İslâmiyet'in damgasını da vurmuş oluyordu. Külliyenin binaları tam bir simetriye göre yerleştirilmiştir. Bu külliyenin bir Rum mimar tarafından yapıldığı yolunda Eflak Voyvodası Demetrios Cantemir'in (ö. 1723) ortaya attığı iddia mesnedsiz olup, külliyenin mimarının Atik Sinan olduğu artık kesin olarak bilinmektedir. Bu külliyede Bizans sanatına işaret eden hiçbir iz yoktur. Muhakkak ki Süleymaniye Külliyesi'nde de olduğu gibi işçiler arasında bulunan Bizanslı ustaların el emeğinden faydalanılmıştır.

Fâtih Câmii ve Külliyesi Câmi: 1509 yılında meydana gelen ve küçük kıyâmet denilen büyük zelzelede câminin kubbesi hasara uğramış ve külliyenin bâzı yapıları da büyük zararlar görmüştür. Daha sonra tâmir edilmişse de 1766 depremine dayanamamış, büyük kubbesi tamamen çöktüğü gibi, duvarları da tâmir edilemeyecek derecede yıkılmıştır. Sultan 3. Mustafa Fâtih Câmii'nin yeni bir plana göre aynı yerde 1771'de devrin mimarbaşı Mehmed Tahir Ağa'ya tekrar inşa ettirmiştir. Bugünkü Fâtih Câmii ilkinden çok farklıdır. Avluyu takip eden ve son cemaat yerini ayıran kuzey duvarı ilk câmiden kalmış, genellikle kabul gördüğü üzere kıble duvarı ileri alındığından câmi harimi daha da büyümüştür. Taçkapı üstünde ilk yapıdan kalan iki satır halinde bir kitâbe yer almaktadır. İlk Fâtih Câmii'nin ortada bir büyük kubbesiyle mihrap tarafında bir yarım kubbesi ve yanlarda daha alçak üçer küçük kubbeli bölümleri bulunduğu eski resimlerinden anlaşılmaktadır.

Kendisinden az sonra inşa edilen Çemberlitaş Atik Ali Paşa Câmii'nin çok daha büyük çapta bir benzeri idi. Ayrıca benzeri bir yapı şeması Konya'da 2. Selim tarafından yaptırılan Selimiye Câmii'nde de tekrarlanmıştır. İlk Fâtih Câmii'nden bugüne ulaşabilen kalıntıların başında eski dış avlu kapısı gelir. Cümle kapısı duvarı ve buna köşelerde bitişik iki minârenin kürsü, pabuç, hatta gövdelerinin başlangıçları da ilk Fâtih Câmii'nden kalmıştır. Câminin ihyâsı sırasında Mimar Tahir Ağa, kalan klâsik alt yapı ile yeniden yaptığı barok kısımlar arasında iyi bir insicam sağlamıştır.

Câminin esas mekânı (harim), dört yarım kubbe ile desteklenen bir ana kubbe sistemine göre evvelce Şehzâde, Sultan Ahmed ve Yeni Vâlide câmilerinde uygulanan düzende yapılmıştır. Harim kısmını örten 26 m. çapındaki merkezî kubbe dört büyük fil ayağı üzerindeki dört büyük kemere oturtulmuş ve dört büyük yarım kubbe ile desteklenmiştir. Yarım kubbelerin etrafındaki tâli yarım ve tam kubbeler, mahfilleri ve dıştaki abdest alma muslukları önündeki mahalli örtmektedir. Ana kubbeyi taşıyan kemerlerin arasında Hulefâ-i Râşidîn'in, yarım kubbeleri taşıyan kemerlerin arasında kıble cihetinde Allah (c.c) ve Muhammed (a.s.m.), bâkıyesinde ise Aşere-i Mübeşşere'den diğerlerinin [Talha, Zübeyir, Saad bin ebi Vakkas, Said bin Zeyd ve Abdurrahman bin Avf isimleri yazılıdır. Harimin ana girişi üzerinde bulunan Mükebbirenin yanlarında da Hz. Hasan ve Hüseyin'in isimleri yer almaktadır.

Mihrabın sol tarafında bulunan dışarıdan rampalı çıkışlı hünkâr mahfili câminin ihyâsı sırasında, ilâve edilmiştir. Harime açılan cephesi de barok üslûpta oymalı kafeslerle kapatılmıştır. Şadırvan avlusundan câmiye girilen âbidevî taçkapı, bütünüyle beyaz mermerden yapılmış, mukarnas dolgu ile taçlandırılmıştır. Üzerinde üç parça halinde düzenlenmiş kitâbe yer almaktadır.

Harimi örten ana kubbenin kasnağında, yarım ve küçük kubbelerin çevresinde dizi ha-linde pencereler bulunmakla beraber, ön ve arka cephenin duvarlarının alt kısmında on ikişer, yan duvarlarında ise on birer adet kemersiz pencere yer almıştır. Ön ve yan duvarlarının üst bölümlerinde alçıdan yapılmış iki sıra halinde kemerli pencereler ve revzenler/vitraylı camlar vardır. Câminin mihrâbı tamamen mermerden yapılmıştır. Köşelerinde yeşil kum saatleriyle süslenmiş direkler bulunmaktadır.

Câminin ihyâsı sırasında mermerden yapılmış olan minberin çokgenli mahruti görünümde ahşap bir külahı vardır. Çok güzel bir dekora sahip sedef kakmalarla bezenmiş vaaz kürsüsü ahşaptır. Minberin geri kısmında yer alan müezzinler mahfili ondört adet mermer direk üzerine oturtulmuş olup, üzerine sağ tarafındaki taş merdivenle çıkılmaktadır. Harimi üç taraftan çevreleyen mahfil mermer sütun ve dar kemer payeleri üzerine oturmuştur. Mahfile câmi içinde dört ayrı merdivenle çıkılmaktadır. Bunlardan ikisi taç kapının yanlarında diğer ikisi ise yan giriş kapılarının ön kısmında yer alan kalın duvar payeleri içindedir.

Harimin arka kısmında sağda ve solda imam ve müezzin odaları ile son cemâat maksureleri yer almaktadır. Ayrıca şadırvan avlusuna nâzır üst pencere bölümünde iki adet mükebbire hoş bir görüntüye sahiptir. Câminin sağında ve solunda yer alan çifte şerefeli minâreleri alt şerefeye kadar devrinin yapısıdır. Alt şerefelerinden itibaren yenilenen minâreler, barok karakterde dalgalı bir şekilde yapılmıştır.

1965 yılındaki onarımda taş külahlar yerine kurşun kaplı ahşap külahlar yapılmıştır. Giriş kapıları dışarıda olup, sağdaki minâre kàidesinin güney yüzünde Ali Kuşçu tarafından yapıldığı tahmin edilen bir güneş saati bulunmaktadır. Şadırvanlı avlu İstanbul'daki ilk câmi avlusu olmasına rağmen uzun müddet seviyesine erişilememiş bir eserdir. Revak sütunlarının sekizi yeşil Eğriboz taşından, ikisi pembe, ikisi esmer granitten, son cemâat tarafındaki büyük sütunlar ise pembe Mısır granitindendir. Şadırvan avlusunun biri arkada, ikisi yanlarda üç kapısı olup, kapı girişleri mermerdendir. Avlunun yan percerelerinden ikisinin iç tarafında kemer aynalara yerleştirilmiş çini panolar üzerine, celî sülüs hatla Besmele ve Ayet'el-Kürsî'nin son bölümü yazılıdır. Bu yazılar Fatih devrinden kalmadır.

Avluda bulunan mermer hazneli şadırvan, sekiz adet mermer sütuna istinat ettirilmiştir. Üzeri kurşun kaplı ahşap mahrûtî bir çatı ile örtülü olup iç kısmı süslemelidir. Câminin sağında ve solunda zemine yerleştirilmiş abdest alma yerleri vardır. Avlunun giriş kapısının solunda ve dışarda yer alan yangın havuzu 1825 yılında 2. Mahmud tarafından yaptırılmıştır. Havuzun kuzey ve batı cephesinde duvar içine yerleştirilmiş basit kemerlerle örtülü beş adet çeşme yer almaktadır. Ancak bu çeşmeler metruk bir haldedir. Ayrıca, 19. yüzyıla kadar tek şerefeli olan minârelere bu yüzyıl içinde birer şerefe eklenerek boyları yükseltilmiştir.

Fâtih Câmi, barok üslunundaki bâzı unsurlarına rağmen İstanbul siluetindeki genel görünümü bakımından klasik üslûptaki eserlerden bir farklılık göstermez. Kendinden daha önce yapılmış olan Nûruosmaniye Câmii'nin ağır barok görünümünden uzak olup, Osmanlı dönemi klasik üslûbuna daha yakındır.

Fâtih Sultan Mehmet Türbesi Türbe: Fâtih 1481'de vefat ettiğinde Fâtih Câmii'nin kıble duvarı önündeki türbesine defnedildi. 1766 depreminde zarar gören türbenin tâmirat sırasında ilk yerine nazaran daha ileriye alındığı iddia edilmiştir.Buna göre Fâtih'in kabri de şimdiki câminin mihrâbı altında kalmıştır.

Bâzı yeni araştırmalara dayanan bir iddiaya göre ise Fâtih Câmii'nin kıble duvarı ileri alınmamış, türbe de eski yerinde kurulmuştur. Fakat yaygın bir halk rivâyetine göre Fâtih'in nâşı, türbeden câminin mihrâbı altına kadar uzanan bir dehlizin sonundaki bir mezar odasında bulunmaktadır.

Fâtih Kütüphânesi: Fâtih Sultan Mehmed, külliyenin bünyesinde yer alan sekiz medresenin dördünde birer kütüphâne kurmuştu. 2. Bayezid zamanında bu dört kütüphâne birleştirilerek kitaplar câmideki dolaplara konuldu. 1. Mahmud, Fâtih Câmii'nin kıble duvarı bitişiğinde günümüzdeki müstakil kütüphâne binasını inşa ettirmiş ve câmi içindeki kitapları buraya naklettirmiştir. 1956 yılında kütüphâne binasında meydana gelen bâzı çatlaklar dolayısıyla kitaplar Süleymaniye Kütüphânesi'ne nakledilmiştir.

Medreseler: Külliyenin en değerli elemanlarını meydana getiren medreselerden câminin doğu ve batı taraflarına yaptırılan sekiz medreseye Sahn-ı Semân Medreseleri adı verilmişti. Bu mevki İstanbul'un ortasına tesâdüf ettiğinden dolayı medreselere "orta yer" mânâsında sahn adı verilmiştir. Haliç tarafındakilere Bahr-i Siyah (Karadeniz), Marmara tarafındakilere Bahr-ı Sefîd (Akdeniz) medreseleri denilmektedir.

Bu eğitim yapılarının her biri on dokuzar hücre ve birer büyük kubbeli ders-hâne-mescidden müteşekkildir. Bütün bu medreselerin ortalarında revaklı avlular vardır. Bu büyük medreselerin dışında yine iki yanlarda, arazinin meyilli olmasından dolayı daha aşağıda yer alan Tetimme denilen hazırlık medreseleri inşa edilmişti. Bunlardan Marmara tarafında olanlar, Fevzipaşa caddesinin genişletilmesi sırasında tamâmen yıktırılmış, Haliç tarafında olanların yerlerine de bir ilkokul yapılmıştır. Esasında misafirhâne olan Tabhâne de daha sonra medrese olarak kullanılmıştır. Tabhâne Medresesi olarak da anılan bina günümüzde Erkek Kur'an Kursu olarak hizmet vermek-tedir.

Fâtih Câmii'nin, kıble tarafında etrafı duvarla çevrili olarak uzanan hazîre-sinde aralarında birçok ünlü şahsiyet bulunan pek çok kişi yatmaktadır. Plevne kuşatmasının ünlü kumandanı Gāzi Osman Paşa'nın ve Mesnevî tercümesiyle mâruf, Sultan 2. Abdülhamid devrinde çeşitli vilâyetlerde vâlilik ve üç ay Hâriciye Nâzırlığı yapmış olan Dinozâde Âbidin Paşa'nın türbeleri bu hazirededir. Ayrıca Ahmed Cevdet Paşa, Edebiyatçı Ahmed Midhat Efendi, Maârif Nâzırı Emrullah Efendi, Sadrâzam Gāzi Ahmed Muhtar Paşa, Manastırlı İsmail Hakkı, Şehbenderzâde Ahmed Hilmi gibi daha birçok devlet adamı ve şeyhülislâm'ın kabri bulunmaktadır.

Sultan Fâtih'in Türbesi ile Câmi'nin kıble duvarı arasında müstakil olarak yer alan kabir, Sadrazam Kastamonulu Abdurrahman Nureddin Paşa'ya âittir (1836-1912). Çeşitli vilâyetlerde vâlilik yapmış olan Abdurrahman Paşa Sultan 2. Abdülhamid devrinde Ticaret ve Ziraat Nâzırlığı, Adliye Nâzırlığı ile iki ay on gün de Sadrazamlık yapmıştır. Daha ziyâde, Kastamonu Vâliliği ve sonrasında tâyin edildiği ve II. Meşrûtiyet'in îlânına kadar 13 yıl müddetle deruhte ettiği Adliye Nâzırlığındaki icraatları ile tanınmıştır. Hakkı müdâfaa için pâdişahın irâdesini bile reddedecek kadar celâdet ve metânet gösterdiği kaydedilmiştir. Sultan 2. Abdülhamid tarafından teklif edilen Sadâret vazifesini iki defa kabul etmeyen Abdurrahman Paşa, haysiyet sâhibi, dürüst ve namuslu, geniş bilgili, dirâyet ve liyakatli bir devlet adamı olarak tanınmıştır.