Eyüp Sultan Câmii, fetihden kısa bir süre sonra 1459'da inşa edilmiştir. Rivâyete göre Eyüp Sultan'ın medfun olduğu yeri Fâtih'in hocası Akşemseddin tesbit etmiş ve Fâtih de ilk iş olarak buraya bir türbe bina ettirmiştir. Takib eden yıllarda Câmi, imâret, medrese ve hamamdan meydana gelen külliye ilk şeklini almıştır. Ancak 1766 depreminde külliye büyük çapta hasar görmüştür. Sultan 3. Selim, 1798 yılında, câminin tamamen yıkılmasına ve aynı yere yeni bir câminin bina edilmesine karar vermiş ve 1800 yılında yine 3. Selim tarafından ibadete açılmıştır.

3. Selim'in yaptırdığı bugünkü Câmi, ilk halinden değişik bir düzene sahiptir. Eyüp Câmii'nin son tâmiri, dönemin başbakanı Adnan Menderes'in özel talimatı ile 1956-1958 yılları arasında gerçekleştirilmiştir. Şadırvanın dışarıda inşa edilmesine karşılık avlunun ortasında yine 3. Selim döneminde dikdörtgen bir sofa inşa edilmiştir. Bir rivâyete göre bu sofa Ebû Eyyûb el-Ensârînin nâşının yıkandığı yerdir. Bu sofanın dört kösesinde barok üslûpta süslemeli ve insan boyu hizasında halkın hâcet çeşmeleri adını verdiği küçük mermer çeşmeler vardır. Dışarıdaki avlunun Musalla Kapısının yanında muvakkithâne ile hünkâr mahfeline dışarıdan girişi sağlayan rampa bulunmaktadır.

Câmi, klasik sanat geleneğine belli bir dereceye kadar bağlı kalınarak inşa edilmiştir. Avlu ile Câmi arasında uzanan beş bölümlü son cemaat yeri ortadaki oval biçimde olmak üzere beş kubbe ile örtülmüştür. Mermer çerçeveli taçkapı üstünde 1800 tarihli uzun kitâbede caminin tarihçesi hakkında bilgi verilir.

Câmi ana mekânı altısı yuvarlak kesitli pâyeler, ikisi kıbledeki mihrap çıkıntısının köşeleri olmak üzere sekiz destekli tipte yapılmıştır. Pâyelerin başlıkları barok üslûptadır. Minber de aynı üslûpta motiflerle bezenmiştir. Câminin 16 m. çapındaki ana kubbesi sekiz taraftan eksedralarla (çeyrek kubbelerle) desteklenmiştir. Köşelerde ise dört küçük kubbe vardır. Ana mekânı üç taraftan ince desteklerle ayrılan mahfiller ve bunların üstünde yer alan galeriler çevirir. Hünkâr mahfili sağdaki galerinin kıble tarafındaki köşesindedir.

Eyüp Sultan Câmii Câmiden önce yapıldığı bilinen Eyüp Sultan Hazretleri Türbesi evvelce avlunun içinde iken 1798-1800'deki inşa sırasında dışarıda kalmış ve avlu ile arasındaki bağlantı mevcut hâcet penceresiyle temin edilmiş ve hâcet penceresi dört sütuna oturan bir saçakla korunmuştur. Bu hâcet penceresi 1. Ahmed tarafından yaptırılmış, ayrıca türbenin Câmiye bakan tarafında önüne bir duvar, yanına ileri taşan üç şebekeli bir sebil ilâve edilmiştir.

Şimdiki görünümünde, çok çeşitli dönemlere âit çinilerle kaplı olan bu duvarın sol tarafında ise dökme tunç şebekeli bü-yük bir hâcet penceresi bulunur. İki yanlardaki medrese odaları da kaldırılarak sadece dörder bölümlü kubbeli revaklar yapılmıştır. Türbe, sekizgen planlı kubbeli, klasik devir türbe mîmârisindedir. Alt pencerelerin üst hizasına kadar iç duvarlar çi-nilerle kaplanmıştır. Bunların üstünde lâcivert zemin üzerine beyaz celî hatla yazılmış yine çinilerden bir kuşakta besmele ve Tevbe Sûresinden âyetler yer almaktadır. Türbede Hz. Peygamber'e (a.s.m) âit ayak izlerinin/Kadem-i Şerif'in muhafaza edildiği bir hücre vardır. Türbenin duvarlarında, 1. Ahmed, 1. Mahmud, 3. Selim, 2. Mahmud ve Sultan Abdülaziz tarafından yazılmış kitâbeler bulunur. Duvarların yukarı kısımları ile kubbe kalem işi nakışlarla bezenmiştir. 3. Selim tarafından sandukanın etrafı gümüş kafesle çevrilmiştir. Türbenin içinde duvar kenarında bulunan kuyu 1. Ahmed tarafından türbenin tâmiriyle birlikte ihya edilmiştir. Kuyu bileziğinden 2 m. kadar aşağıda kuzeye uzanan bir dehliz veya kanalın ağzı bulunmaktadır. Kuyudaki su artıp taştığında türbeye zarar vermemesi için Haliç tarafında bir tahliye kanalı açılmıştır.

Türbede Sancak-ı Şerif muhafaza edilmekteydi. Ancak 1730'da, Patrona İsyanı sırasında Sancak-ı Şerifin âsilerin ellerine geçmemesi için saraya alınarak Hırka-i Saâdet Dairesi'ne konulmuştur. 2. Abdülhamid tunç kapı kanatları önüne kendi eliyle yaptığı sedef kakmalı parmaklıklı kanatlar koydurmuştur. Sanduka örtüsü de 2. Mahmud tarafından konulmuştur. Türbenin içinde ayrıca pâdişahların birçoğunun ve ünlü hattatların kaleminden çıkmış değerli levhalar bulunmaktadır. Türbenin kapısı bitişiğinde 2. Osman'ın annesi Mâhfirûz Hatice Sultan bir cüz-hâne inşa ettirmiştir.