Osmanlılardan günümüze ulaşmış en eski anıtsal yapıdır. 15. yüzyılda yapılmış görkemli camilerin en önemlisidir. Zamanımıza ulaşmış ilk orijinal anıtsal yapı olarak da bilinir. Bu yapı, aynı zamanda Osmanlı Devleti’nin büyümesinin de simgesidir. 1403’te Sultan I. Süleyman tarafından yapımına başlanmış, Çelebi Sultan Mehmet zamanında, 1414’te bitirilmiştir. Mimarı Konyalı Hacı Alaaddin, kalfası Ömer İbn İbrahim’dir.

“Erken Dönem Camileri” başlığı altında çok birimli veya çok kubbeli camiler grubuna girer. Merkez kubbeyi taşıyan dört paye ile dört duvar üzerine dokuz kubbelidir. Kare planlı olan caminin bir yanının dış ölçüsü 13 metredir. 13 metre çapında ve tümüyle yarım kubbe biçiminde olan kubbeler, yan neflerle pandantiflere, ortada çeşitli geçiş ögelerine oturur. Taç kapı, son cemaat yeri girişi ve minber, beyaz mermerdendir. Kuzey ve batı yüzleri daha süslüdür. Son cemaat yeri girişindeki kemer çevresinde bulunan rozetler ve spiralli süsleme, onarımda sonradan eklenmiştir.

İç mekânda yalnızca dört paye oluşu yapıya ferah bir görünüm verir. Bu özelliğiyle Osmanlı mimarisinde mekânın birleştirilmesi yönünden yeni bir aşamayı oluşturur. Paye ve duvarlarda yer alan iri yazılar ve barok süsleme, mekân etkisini zayıflatır. Camide süsleme yönünden en önemli bölüm minberdir.

II. Murat döneminde Edirne’ye gelen ve camiye girerek vaaz verdiği söylenen Hacı Bayram Veli’nin anısına duyulan saygı nedeniyle vaaz kürsüsü imamlarca kullanılmaz.

Ayrıca Kâbe’den getirildiği rivayet edilen ve mihrabın sağında bulunan Kâbe Taşı, özel bir ziyaret noktasıdır. “Bu taşın önünde iki rekat namaz kılanların duaları kabul edilir.” şeklinde bir inanç yaygındır. Eski Cami, Edirne’de duaların kabul edildiği dört yerden biri olarak bilinmektedir.