در ضلع غربی مقبره قطب‌الدین حیدر، ایوان مسجد جامع قدیم تربت حیدریه جلب نظر می‌کند. ارتفاع ایوان مذکور 5/11 و طول آن حدود 5/10 متر است. فضای داخلی ایوانِ مقصوره یا گنبدخانه مسجد با وسعت بیش از 200 متر شامل غرفه و محرابی مزین به مقرنس و نیز تزئیناتی به شیوه کاربندی در بخش زرین گنبد است. بنای مسجد جامع آجری است و تاریخ بنای آن که نام بانی را نیز شامل می‌شود بر سنگ سیاه و لوح مانندی حک شده است که نشان دهنده سال 1045 ه.ق زمان شاه صفی و به نام خواجه عبدالله فرزند درویش علی تربتی است.
