大同清真大寺座落在大同城内大西街九楼巷，寺院西向，建筑古朴。门额用汉文雕塑。全寺占地20余亩，面积呈长方形。从寺门到礼拜寺形成一个下坡。全寺院布局紧凑，结构严谨，洁净肃穆。中轴线上有正门、十字穿心楼阁、石桥、礼拜殿，轴线左右有配房、沐浴室等。主体建筑由四组殿堂毗连而成，前为卷棚式抱厦，后为歇山顶和硬山顶两组大厦，最后一组则为卷棚顶和圆攒尖顶的混合结构。整个建筑外形檐牙起伏，富于变化，既保持着中国古代木构建筑的风格，又具有阿拉伯文化的特点。
该寺为山西境内两座知名清真古寺之一。寺内乾隆七年（1742年）重立《敕建清真寺碑》称始建于唐贞观二年（628年），显系伪托。其创始年代在元泰定元年（1324年）较为可靠，既有历史记载，又与我国北方伊斯兰教发展历史相吻合。现存建筑多为明清遗物，畔池、后拱桥、陨石台、牌坊、碑楼等为明万历年间大同总镇马崇齐修建，颇具伊斯兰色彩的方形宣礼塔为明天启元年（1621年）当地穆斯林集资修建，其它建筑在清代多有重建修复。
现主体建筑礼拜大殿由四组殿堂组成，前为卷棚式抱厦，主体为歇山顶和硬山顶两组殿宇，最后为卷棚顶和圆攒尖顶混合式赛殿，建筑面积490平方米，外观飞橹翘角，雄壮华丽，为典型的明清时期清真寺大殿建筑风格，门楣悬挂以“麦斯吉德”和“台思迷”为内容的阿拉伯文匾额．另有配房、沐浴室等，全寺建筑总面积400O平方米，工程结构在和谐对称之上有独到之处，工艺精湛，历史上曾是大同市一大名胜。寺内现存有1尊大明紫铜香炉等文物，卧益夫寺产有市内街道铺面1座7间、民用院5座39间，租金收人供寺内开销。大同市现有穆斯林7300余人，均为回族．
