Cami, II.Murat tarafından (1437-1447) tarihleri arasında yaptırılmıştır. Yapanlar için; Mimarı Muslihittin, ustası Şahabettin‟dir, diyen kaynaklar vardır. Avlu penceresinin ikisinin alınlığında, Sultan II. Murat‟a ait kitabeler yer alır. 1752 depreminde hasar görmüştür. İç ve dışta 7 kubbesi ve şerefelerine kadar 4 minaresi yıkılmıştır. 1764‟te Sultan III. Mustafa tarafından onarılmıştır. Son cemaat yerindeki depremde yıkılan minarelerden dolayı, Ekrem Hakkı Ayverdi‟ye göre yıkılan tekne tonozların yerine oval kubbeler yapılmış, bir köşede çapraz tonoz bir köşede kubbe yapılması gibi aksaklıklar doğmuştur. Mukarnaslı şerefeler yerine sade şerefeler yapılmış. Son cemaat bölümünün kubbeleride onarımla değişmiştir. Bununla beraber avludaki kubbelerin 15.yy‟dan kalan orjinal kalem işi süslemeleri günümüze ulaşmıştır.
Bu cami Bursa ve Edirne Muradiye camilerinden sonraki en eski kalem işi sülemeye sahip yapıdır. Ayrıca içerdeki ana kubbedeki kalem işleri 18.yy sonu, mihrap içindeki kalem işi süsleme ise 1934‟te yapılmıştır. Camii Klasik Osmanlı Mimarisi‟nin ilk habercisidir. Temeli Artukluların mihrap önü kubbeli enine dikdörtgen planlı camileri ile Manisa Ulu Cami‟ne ulaşan Üç Şerefeli Camii, ana kütleyi örten kubbe yanlara doğru daha küçük kubbeler ile genişletilerek merkezi plan şemasına doğru yeni bir adım atılmıştır. Merkezi kubbe 2‟si bağımsız 6 ayak üzerine oturmaktadır. Dikdörtgen planlı harim ortası doğu ve batıdaki altıgen birer ayak ile güney ve kuzey duvarlara atılmış kemerlerin oluşturduğu altıgen bir sistemli kubbe ile yanları ardarda gelen 2 küçük kubbe ile örtülüdür. Ortadaki 24.10m çapındaki kubbe 24 köşeli bir kasnağa sahiptir. Yandaki kubbelerin arasındaki boşluklar süs kubbeleri ile kapatılmıştır. Ortasında şadırvan ile dikdörtgen biçimli revaklı avlu ilk abidevi örnek olarak cami ile kaynaşmış bir bütün halindedir. Yan kapıları bulunan avlu daha sonraki tarihlerde klasikleşen bir avlu modelidir. Kapalı ve açık mekanın birbirini tamamlayan birimler olarak düşünülüp yapılması,Türk cami mimarisi için bir yenilik sayılmaktadır. İlk defa 4 minare uygulaması ilede dikkat çekmektedir. 67.50m uzunluğunda minarelere sahipitr. Minarelerden biri 3 şerefe uygulaması ile dikkat çekmektedir. Malzemele olarak özellikle kemer ve geçiş sistemlerindeki iki renklilik görsel bir etki yapmakta bezemenin bir etkisi olarak karşımıza çıkmaktadır. Yapıdaki pencere sistemi klasik şekilde uygulandığı görülmektedir. Cümle kapısı sarkıtlı mukarnaslı bir mermer taç kapıdır.
Cami Osmanlı sanatında erken ile Klasik dönem uslübu arasında yer alır. Burada,ilk kez uygulanan bir planla karşılaşılmaktadır. 24 m. çapındaki büyük merkezi kubbe, ikisi paye, dördü duvar payesi olmak üzere altı dayanağa oturur. Yanlarda daha küçük ikiser kubbe ile örtülü kare bölümler vardır. Yapı, bir yenilik olarak, enine dikdörtgen bir yapıdır. Böylece enine gelişen mekana ulaşılmak istenmiştir. Bu planı Mimar Sinan İstanbul camilerinde daha gelişmiş biçimiyle uygulamıştır. Ayrıca, Osmanlı mimarisinde revaklı avlu ilk kez bu camide kullanılmıştır. Avlunun dört köşelerine minareler yerleştirilmiştir. Üç Şerefeli Cami, bu özellikleriyle sonraki camilere öncü olan anıtsal bir yapıdır. Basamaklı üç kapıdan girilen avlunun Sütunları, ,granit ve mermerdendir. Avlu pencerelerinden ikisinin alınlıkları çini süslemedir. Lacivert ve ak renkli çiniler, bitkisel kıvrık dal bordürü ile çevrilidir. Burada Sultan II.Murat‟ın adı geçmektedir.
Revak kubbelerindeki özgün kalem işleri, Osmanlı Camileri‟ndeki en eski örneklerdir. Camiye adını veren üç şerefeli anıtsal minare, 67.62 m. yüksekliğindedir. Her şerefeye ayrı yollardan çıkılması ilginçtir. Minare gölgesi kırmızı taştan zikzaklar ve ak karelerle devinim kazanmıştır. Kaidesinde Bursa Kemerli sağır nişler vardır.
Üç Serefeli Cami‟nin, süslemeleri de ilginçtir. Taçkapı, yankapılar, minareler, sütun başlıkları ve pencerelerde mermer, ak ve kiremit rengi taş kullanılmıştır. Taç kapıda mukarnaslar ve yan nişlerin üst bölümlerindeki yazıların arasında kıvrık dal ve rumiler göze çarpar. Büyük kubbede, yan ve avlu revaklarındaki lacivert, al, ak ve sarı renkte kalem işleri vardır. Süslemelerde yazı kuşakları, rumi, palmet, lotus motifleri görülür. Kubbe kasnağı ve pandantiflerde de Rokoko süslemeler vardır.
Bu camiyi yaptıran Osmanlı Padisah‟ı Sultan II.Murat Edirne‟yi bir başkent olarak tasarlıyordu. Üç Şerefeli; bu tasarı içinde ve o dönemlerde Balkanlardaki eğemenliğin ifadesi gibidir.
Osmanlı Mimarisinde yeni bir çığır açan bu cami bazı özellikleriyle, ilklerin de sahibi durumundadır. Örnegin; Üç Serefeli, Selçuklu Mimarisindeki çok kubbeli dönemden tek Kubbeli döneme geçisin ilk denemelerindendir.
Bu cami Osmanlı Mimari Tarihinin ilk büyük revaklı avlusuna sahiptir. Bu avlu da, Osmanlı Mimarisi‟nin bu konudaki ilk denemesidir. Cami‟ye girer girmez ana kubbenin altına gelinir ve bu Üç Şerefeli‟ye ait bir özellliktir. Kubbelerdeki orjinal kalem işleri Osmanlı Camilerinde görülen en eski örneklerdendir. İstanbul‟daki bir çok ünlü caminin kubbesinden daha büyük olan Üç Şerefeli‟nin ana kubbesi kendi çapından daha büyük bir dikdörtgen alanı örter. Bu geometrik tasarımıyla Mimar Sinan‟ın bir çok altı istinatlı yapısı için prototip oluşturmuştur. Mihrabın iki yanında, caminin denge durumunu kontrol için iki silindir bulunur. Bunlar ayar terazileridir ve dönüyor oluşları caminin dengede olduğunun göstergesidir.
Dört minaresinin biri üç, biri iki, ikisi birer şerefeli olup; baklavalı, çubuklu ve burmalı motif üsluplarıyla bezenmiştir. Camiye adını veren üç şerefeli minare, Selimiye yapılana kadar minarelerin en büyüğü kabul edilirdi. Şerefelerine üç ayrı yoldan çıkılır. Bu tarzıyla bir ilktir. Baklavalı minare Fatih Sultan Mehmet döneminde yaptırılmıştır. Fatih Sultan Mehmet bu minareyi Peykler Medresesini yaptırırken ekletmiştir.
Kuzeybatıdaki tek şerefeli olan minare 1610 yılında Sultan I.Ahmet tarafından; Burmalı minare ise Sultan II.Mustafa tarafından yaptırılmıştır. Caminin ilk ve asıl minaresi Üç Serefeli‟dir.
