Laleli semtinde, Ordu Caddesi ile Fethi Bey Caddesi’nin kesiştiği köşede yer alır. Sultan III. Mustafa tarafından 1760-1763 arasında yaptırılmıştır. . Külliyenin mimarı bazı kaynaklarda Mehmed Tahir Ağa olarak geçmektedir. Ancak bunu doğrulayan kesin bir bilgi bulunmamasına karşılık, yapının inşaatının ilk aylarda mimarbaşılık görevini Hacı Ahmed Ağa’nın yaptırdığı bilinmektedir. Yapının bitmek üzere olduğu (1762 Aralık başı) dönemde ise hassa başmimarı olarak yine Ahmed Ağa’nın adını veren belge bulunmaktadır.
Adını yakınındaki Laleli Baba Türbesi veya Laleli Çeşmeden alan külliye, cami, imaret, çeşme, sebil, türbe, han, medrese, muvakkithaneden oluşmuştur. Cami, külliyenin merkezini teşkil etmektedir. Bodrum niteliğindeki bir altyapının üzeri, aynı zamanda caminin avlusudur. Bu avlu yer seviyesinden yüksektedir ve avluya basamaklarla çıkılır. Laleli Camisi bu yüksek avlunun ortasında yer alır. XVII. yüzyıl Osmanlı mimarisinin en özgün eserlerinden biridir.24 pencereli büyük kubbesi, giriş ve kıble taraflarındaki üçer yarım kubbeyle desteklenir. Tek şerefeli iki minaresi vardır. Özellikle minarelerin külahları çok değişiktir. Toplam 105 pencere tarafından aydınlatılan caminin iç duvarları renkli somaki mermerlerle kaplanmıştır.
Cami barok üslupla yapılmış olsa da daha çok klasik üslubun özelliklerini taşımaktadır. Yapımından kısa bir süre sonra İstanbul’un geçirdiği 1766 depreminden çok etkilenmemiştir. Yalnız bazı kaynaklara göre sol taraftaki minaresi altı yıl sonra camiye eklenmiştir. Nitekim kapısı üzerinde bulunan 1197-1783 tarihli Arapça onarım kitabesinden, 1782’de geçirdiği büyük yangından sonra onarım gördüğü anlaşılmaktadır. Aynı yangında caminin vakfı olan dükkanlar da yanmıştır.
Caminin dış avlu cümle kapısı 1957-1958 yılında yol genişletme çalışmaları sırasında geriye çekilmiş ve caddeye ek dükkanlar yapılarak bodrum onarılmıştır. Yapıldığı yıllarda ticari amaçlarla kullanılmayan cami bodrumu da günümüzde çarşıya dönüştürülmüştür.
Külliyenin hanı, Fethi Bey Caddesi üzerinde, caminin kuzey yönündedir ve hala çarşı olarak kullanılır. Taş Han, Çukur Çeşme ve Sipahiler Hanı olarak da bilinen han iki katlı, biri büyük, diğeri küçük iki avlulu bir yapıdır. Külliyenin medresesi, bugün Tayyare Apartmanları olarak bilinen yapı topluluğunun bulunduğu yerde, eski adı Derbent Sokağı olan taraftaydı.1894 depreminde harap olan yapı, 1911’deki yangında yanarak tamamen yok olmuş ve yerine bu apartmanlar yapılmıştır.
Külliyenin türbeleri ve sebili, Ordu Caddesi üzerinde Aksaray yönündeki köşesindedir. Öndeki türbede Sultan III. Mustafa, Sultan III. Selim, Heybetullah, Mihrimah, Mihrişah ve Fatma Sultanlar gömülüdür. Bu türbenin yanında Haseki Sultanlar Türbesi ve caminin haziresinde üzeri bronz şebekeli Âdilşah Kadın’ın üzeri açık türbesi vardır.