Külliye ilk inşa edilirken yapılan cami günümüze kadar ulaşamamıştır. Bugün külliyede bulunan Fatih Camii 18. yüzyılın sonlarında yapılmıştır. 1767 yılında Sultan III. Mustafa tarafından ve eskisinden tamamen farklı bir biçimde yeniden inşa ettirilen ve günümüze kadar ulaşmış bulunan bu yeni Fatih Camii, Mimar Mehmed Tahir tarafından yapılmıştır.
Fatih Camii klasik cami mimarisiyle inşa edilmiştir, ama bezemelerde barok tarzın etkileri görülür. Dört büyük mermer sütun üzerine oturmuş 26 m. çapındaki büyük kubbesini dört yarım kubbe destekler. Iki şerefeli iki tane minaresi vardır. Cami içindeki kalem işi süslemelerde de barok etkisi görülür. Külliyenin diğer önemli unsuru medreselerdir. Caminin iki tarafında da bulunan medreseler İstanbul Üniversitesi’nin de temeli olmuştur. Zaman içinde çeşitli tamirat geçirmiş medreselerin bir kısmı yol yapım çalışmaları sırasında tamamen yok edilmiştir. Günümüze bu medreselerden sekiz tanesi ulaşmıştır. Caminin kıble yönünde, camiye bitişik bir kütüphane binası 1724 yılında inşa edilmiştir. Bu kütüphanenin biri dışarıya, diğeri ise camiye açılan iki kapısı vardır ve kubbelidir. Fakat günümüzde bu kütüphaneye ait kitaplar, Süleymaniye Kütüphanesi`nde muhafaza edilmekte, bina ise tamir görmektedir.
Külliyenin kıble yönünde Fatih Sultan Mehmed`e, eşi Gülbahar Hatun`a ve Sultan II. Mahmud`un annesi Nakşidil Sultan`a ait üç türbe bulunmaktadır. Bunların dışında külliyenin haziresinde çok sayıda büyük devlet adamına ait mezarlar vardır. Külliyeye ait kervansaray 1980`li yıllarda onarılmış ve eklenen yeni dükkanlarla birleştirilerek, işyerleri olarak kullanılmaya başlanmıştır. Tabhane, çarşı ve hamam ise günümüze kadar ulaşmamıştır.
Ek bilgi
Fatih Camii ile birlikte yapılan Fatih Külliyesi; mektep, kütüphane 16 medrese, imaret, kervansaray, tabhane, darüşşifa ve hamamdan meydana geliyordu.Medreseler, camiinin kuzey ve güney tarafında bulunur ve Karadeniz, Akdeniz, Başkurşunlu, Çifte Ayakkurşunlu medreseleri adlarını alır. Bu medreseler 19 hücre, birer dersane, dörder hela içerir. Medreseler revaklarla çevrilidir ve şadırvanlı avluları vardır. Revak kubbecikleri kasnaksızdır.
İmaret, tabhane avlusunun içinde, geniş batı köşesine yakındır. Kalın taş duvarlı, pencereli iki büyük kubbeli olduğu tahmin edilen yapı kalıntıları ile bunları birbirine bağlayan bir duvardan ibarettir. İmaretin planı tam olarak tespit edilememiştir.
Kervansaray, tabhane avlusunun güneydoğu köşesindedir. Girişi Millet kütüphanesinden Nakşidil türbesine çıkan yolun hemen başında olabilir.
Tabhane, caminin güneydoğusundadır. Caminin çevre duvarından bir sokakla ayırdığı imaret ve kervansarayı içine alan ayrı bir avlu içinde 64x43 metre boyutlarında dikdörtgen bir binadır. Girişi batıdadır. 5.5 metre genişliğinde ve 7 metre yüksekliğindeki bu Bursa kemeri salonun büyük bir açık eyvan olduğunu göstermektedir. Eyvanın iki tarafında ara kapıları ile birbirine bağlı ve ocaklı ikişer oda vardır. Salonun hemen önündeki sağ ve solunda ikişer kubbesi bulunan yer, hücre şekline sokulmamış ve açık bırakılarak bir çeşit yan eyvan meydana getirilmiştir. Büyük kubbeli açık eyvan yaz aylarına ait, yanlardaki ikişer büyük oda kış aylarına ait toplantı ve namaz yeri ikişer kubbeli ve şekilli, yan eyvanlarda misafirlerin eşyalarına ait depolardı.
Kütüphane binası Fatih Camii'nin duvarına bitişik olarak yapıldı(1742). Kütüphaneye Sultan Birinci Mahmud hafızı kütüb İbrahim Efendi, Abdülgani Ağa ve diğerleri kitap bağışında bulundular. 1956 yılında yazma ve basma eserler Süleymaniye Kütüphanesi'ne nakledildi.
