این بنا در میدان مرکزی شهرستان دزفول واقع گردیده و بنای اولیه آن، از آثار قرن سوم یا چهارم هجری است که در قرن هفتم، دوره صفوی، قاجاریه و دوره های متأخرتر مرتبا تعمیر شده و گسترش و تزیین یافته است . بنای کنونی مسجد مشتمل بر سردر ورودی، صحن وسیع، ایوان ها و شبستان های جنوبی و شرقی است . ورودی اصلی بنا امروز در گوشه شمال غربی بنا قرار دارد؛ اما تا قرن دوازدهم هجری که این ورودی بنا گردیده، مسجد دارای چهار ورودی کوچک، یکی به حوضخانه و ۳ دیگر به شبستان جنوبی بوده است که بعدها - قرن دوازدهم هجری - به غیر از یکی در جانب شرقی شبستان جنوبی، بقیه مسدود شده اند . سردر ورودی شمال غربی که در اوایل قرن ۱۲ هـ.ق احداث گردیده، دارای تزیینات مقرنس و کاشیکاری است . عرض دهانه سردر، ۶۰/۳ و عمق آن، ۳۵/۳ متر است .

در زیر مقرنس های پوشش سردر، کتیبه ای مورخ ۱۱۵۷ه-. ق مربوط به تجدید مقرنس سردر ثبت شده است . در این سردر همچنین تاریخ هایی از قرن چهاردهم هجری مربوط به تعمیرات و تزیینات متأخرتر درج شده است . صحن مسجد نسبتا وسیع و به ابعاد ۲۶×۶۰/۲۷متر است . در میانه ضلع جنوبی و شرقی ایوان و در طرفین ایوان ها، دهنه هایی وجود دارد . نمای ضلع غربی و شمالی نیز به قرینه دو ضلع مقابل، دارای ایوان نما و طاقنماها و دهنه هایی است.

بخش اصلی مسجد کنونی، شبستان ستوندار جنوبی است که میانه آن ایوان و پشت سر آن، دهانه عرضی به ابعاد ۸۰/۹×۷متر است. ابعاد کلی شبستان، ۸۰/۱۹×۸۰/۳۰ متر است . پوشش طاق و گنبد زیبا و آجری شبستان، بر روی پایه های حجیم که از قطعات سنگ ساخته شده است و همچنین جرزها و دیوارهای اضلاع شبستان قرار گرفته است . در میانه شبستان، در کل، ۲۰ پایه یا جرز- با احتساب جرزهای جانب صحن - وجود دارد که بر روی دو جرز کناری ایوان، بعدها دو گلدسته کوتاه به ارتفاع ۱۵ متر- تا سطح زمین - ساخته اند.

در جانب شرقی صحن، دهانه ها و ایوانی قرار دارد که براساس کتیبه موجود، در زمان سلطنت شاه سلطان حسین صفوی - سال ساخته شده است : "وان المساجد لله فلا تدعوا مع الله احدا بناکرد گوشه مشرقی خواجه صفی الدین ابن معز عطار عمل استاد عبدالحسین ابن میرزا علی بنا فی التاریخ شهر رمضان المبارک سنه عشرة و مائه والف " . در همین قسمت، سنگ نبشته ای مورخ ۱۲۹۹ هـ. ق مربوط به امور دیوانی نصب شده است . در پشت ایوان شرقی صفوی، شبستانی به ابعاد ۵۵/۶×۱۴متر قرار دارد که قدیمی ترین بخش مسجد محسوب می شود .

نقشه اصلی شبستان با توجه به تغییرات و تبدیلات صورت گرفته، چندان مشخص نیست؛ اما به نظر می رسد که این بخش در ابتدا ساختمان منفردی بوده که معمار آن، طرح ایوان کرخه - بقایای کاخ ساسانی واقع در جنوب غربی دزفول- را مدنظر داشته است . در زیر ضلع شمال مسجد، سردابی به طول ۵/۱۶،عرض ۷ و ارتفاع ۳ متر ساخته اند . بر نمای اضلاع شمالی و غربی، تاریخ هایی از قرن سیزدهم و چهاردهم هجری ثبت شده که مربوط به کاشیکاری و تزیینات مسجد است. این بنا به شماره ۲۸۷ به ثبت تاریخی رسیده است .