اين مسجد در جنوب حرم مطهر قرار گرفته است و در سال 821 هـ.ق توسط گوهرشاد ـ زوجه شاهرخ تيموري ـ و به استادي قوام الدين شيرازي ساخته شده است . اين مسجد با صحن بزرگي در ميان ،‌به شيوه مساجد چهار ايواني ايران ساخته شده و به سبب دارا بودن تزيينات غني كاشي و كتيبه‌اي ، از موقعيت ممتازي در مجموعه برخوردار است. خطوط ثلث زيباي اين مسجد به دست بايسنقر ميرزا، فرزند شاهرخ تيموري نگاشته شده است. مهم‌ترين قسمت اين مسجد، ايوان جنوبي آن است كه با مقرنس كار و كتيبه‌هاي نفيس آذين شده است . دهانه اين ايوان 48/12 متر ،‌ارتفاع آن 26 متر ، عمق آن 36/35 متر و ارتفاع كلي آن 64/42 متر است. در طرفين اين ايوان، مناره‌هاي توپري به ضخامت 6 متر و ارتفاع مساوي ايوان قرار گرفته‌اند كه از رانش تاق ايوان جلوگيري مي‌كنند. دركتيبه‌ي اين ايوان، نام گوهرشاد و شاهرخ تيموري به همراه فرزندشان بايسنقر ثبت شده است. گنبد اصلي مسجد كه به دهخانه 15 متر و دو پوسته بوده، در گلوله باران ارتش روسيه در سال 1330 هـ.ق آسيب ديده و در سال 1339 هـ.ش برچيده شده است. گنبدفعلي‌، از بتون مسلح و با همان اندازه اصلي، جايگزين آن شده است. اين مسجد؛ يك بار در دوره صفوي ، سال 1052 هـ.ق و يك بار ديگر در دوره قاجاريه ، سال 1276 هـ.ق ، تعمير و تزيين شده است. در دوره‌هاي اخير نيز تعميراتي در اين مسجد به عمل آمده است.