Nachdem Sultan Selim II. den Thron bestiegen hatte, hielt er sich in den Anfangsjahren seiner Regentschaft viel in der alten Hauptstadt Adrianopel (heute Edirne) auf. Die alte Moschee empfand er als wenig repräsentabel und befahl dem Hofarchitekten Sinan 1568, die kleine Moschee mit zusätzlichen Fenstern heller zu gestalten. In dieser Zeit begannen wohl auch die Planungen für eine neue Moschee, wie Honorarzahlungen des Schatzamtes beweisen. Der osmanische Schriftsteller Evliya Çelebi schrieb im 17. Jahrhundert, man erzähle sich, Selim sei im Traum der Prophet Mohammed erschienen und habe ihm gesagt, er solle eine Moschee in Adrianopel errichten und habe ihm auch den genauen Ort genannt.[1] Dies könnte ein Hinweis darauf sein, warum die Moschee in Edirne und nicht in Konstantinopel gebaut wurde. Wahrscheinlich ist allerdings, dass Selim II. die Moschee in Adrianopel bauen ließ, weil er die Stadt liebte und sich gerne dort aufhielt. Es wird aber auch gemutmaßt, Selim habe in der osmanischen Hauptstadt keinen repräsentativen Ort für eine so große Moschee gefunden. Selim entschied sich für einen Bau nahe dem alten Sultanspalast. Der Kern des alten Palastes blieb erhalten und beherbergte die Schlafgemächer der Novizen. Sinan baute 1570/71 eine Bäckerei und ein Bad an.[2]

Die Bauarbeiten begannen am 12. April 1569.[3] Briefe zwischen Sinan und dem Hof lassen wichtige Quellen für das Baumaterial erkennen. Die Steine stammten vor allem aus Anatolien, von der Marmara-Insel, aber auch aus Griechenland und Bulgarien.[4] Wasser schaffte man aus einem nahen Dorf über Kanäle heran. Der Genueser Diplomat Battisto Ferraro berichtete am 15. Oktober 1569, dass man in Alexandria große Säulen auf Schiffe geladen habe, die für die neue Moschee in Edirne bestimmt seien.[5]

Im Juli 1572 fragte Sinan nach der Errichtung der kuppeltragenden Bögen beim Sultan an, ob er die Moschee einfach oder aufwendig dekorieren solle. Der Sultan bat um ein üppiges Dekor und wies den Architekten an, um die Gebetsnische (Mihrāb) Verse der Sure al-Fātiha auf Fayencen zu schreiben. Im Februar 1573 kamen fünf griechische Maler von der Insel Chios in Edirne an, die die Moschee im Inneren bemalen sollten. Im August 1573 wurde die zentrale Kuppel fertiggestellt. Im Dezember 1574 starb Sultan Selim II. und sein Sohn Murad III. vollendete den Bau im Jahr 1575.

Im Jahr 1584 schlug ein Blitz in ein Minarett ein, das auf die Moschee stürzte. Sinan eilte extra aus Konstantinopel nach Edirne, um die Schäden zu begutachten und beauftragte den Architekten Hüseyin Çavuş mit der Reparatur.[6] In dieser Zeit entstand auch ein großer Obst- und Gemüsemarkt vor den Toren der Moschee (1937 abgerissen). Außerdem baute man in dieser Zeit die beiden Madrasen hinter der Moschee. Im Westen entstand ein lang gezogener überdachter Markt.

Bei der Besetzung Edirnes durch russische Streitkräfte im Jahre 1878 wurde ein Teil der Fliesen geraubt und nach Russland verbracht.

Der Gebäudekomplex wurde 2011 in die Liste des UNESCO-Weltkulturerbes aufgenommen.