İstanbul Boğaziçi’nde Anadolu yakasında aynı adla anılan semtte bulunan ve yalı camilerinin en güzellerinden olan eser çevresindeki hamam, sıbyan mektebi, muvakkithâne ve iki çeşme ile birlikte üslûp bütünlüğü gösteren yapılar topluluğu halindedir. Geç devir Osmanlı camilerinde görülen başlıca özellikleri bünyesinde taşıyan bu öncü yapı genellikle barok etkiler göstermekte ve XVIII. yüzyıl sonlarına doğru beliren üslûp değişikliklerini plan, mimari kütle ve tezyinatında sergilemektedir. Sultan I. Abdülhamid’in, annesi Râbia Sultan adına inşa ettirdiği bu eserin mimarı Tâhir Ağa’dır. Denizin hemen kıyısındaki bu alan üzerinde 3 Nisan 1777’de başlayan inşaat 15 Ağustos 1778 tarihinde tamamlanarak cami burada kılınan bir cuma namazıyla açılmıştır.

İstanbul’da şehrin içinde büyük bir selâtin camii ve külliyesi için yer kalmadığından I. Abdülhamid külliyesini medrese, sıbyan mektebi, kütüphane, aşhane-imaret, sebil ve kendi türbesinden ibaret olarak Bahçekapısı’ndan inşa ettirmişti. Bu külliyenin içinde dışarıdan belirsiz bir de cami bulunmakla beraber esas cami Beylerbeyi’nde yapılmıştır. Böylece Osmanlı medeniyetinin son döneminde selâtin külliyesinde cami ile külliyenin diğer unsurlarının başka yerlerde yapılması geleneğinin bir örneği burada ortaya konulmuştur.

1766 depreminde yıkılan eski Fâtih Camii’ni yeni baştan inşa eden Tâhir Ağa, mimarlık sanatındaki gücünü 1763’te bütünüyle kendi eseri olan Lâleli Camii’nde göstermiştir. Bu iki faaliyet sırasında sanatkârın değişmekte olan mimari akıma nasıl uyum sağladığı gözlenmektedir. Bundan on beş yıl sonra ele aldığı Beylerbeyi Camii ise Balyan ailesinin mimari sahada faal olduğu bir devreye rastlamaktadır. Bu dönemde Tâhir Ağa gibi bir ustanın değişimin özünü kavrayıp üstün vasıflı bir eser daha vererek sanatını böyle bir külliye ile ortaya koymuş olması dikkat çekicidir.

Beylerbeyi Camii’ne uzaktan bakıldığında yan kanatlar ve kübik alt yapı üzerinde yükselen kubbe bütün kütleye hâkim görünmekte, bu tezat minarelerin katkısıyla bir ölçüde dengelenmektedir. Mihrap cephesinde ise küçük yarım kubbe dolayısıyla alt ve üst yapı arasındaki çizgi farkı daha da yumuşamaktadır. Bütün bu özelliklere rağmen yapıda devrin modasına uygun olarak yükselen hatlar hâkimdir. Avlu duvarlarında ve sekizgen kasnak seviyesine kadar çıkan mahfillerdeki pencereler dikdörtgen, yan kanatları taşıyan sütunlar arasındaki kemerler ise yuvarlaktır. Sivri kemer hemen hiç kullanılmamıştır. Nuruosmaniye’de ve Lâleli Camii’nde görülen çok basamaklı merdiven bu yapıda da uygulanarak zeminden yükseltilmiş olan ana mekâna böylece âbidevî bir cephe hazırlanmıştır. Deniz yönündeki cepheyi iki yandan yükselerek vurgulayan minareler narin gövdeli, tek şerefeli ve klasik sivri külâhlıdır. Ancak minare pabuçları, diğer geç devir camilerinde olduğu gibi, altta şişkin ve yukarı doğru daralarak gövdeye bağlanan oval bir form gösterir. Alt yapının köşelerine yerleştirilmiş olan silindirik gövdeli ağırlık kuleleri bir hayli küçültülmüştür.

Son cemaat yeri, altı sütunla desteklenen bir cephe ve iki mihrâbiye ile önemli bir giriş mekânı halindedir. Camiye mihrap duvarı yönünden bakıldığında bu duvarın orta kesiminde yükselen yarım kubbe ve bunun iki yanındaki daha küçük yarım kubbeler klasik örtü sisteminin son temsilcileri olarak görüntüyü tamamlamaktadırlar. Ana kubbe ve bu küçük kubbeleri çepeçevre kuşatan yuvarlak kemerli filgözü pencereler tepe kısımlarında hafifçe çıkıntı yaparak hareketli bir plastik etki bırakırlar. Bu etki geç devir cami ve türbelerinde sıkça karşılaşılan dalgalı bir hareket olarak barok atmosferi güçlendirmesi bakımından önemlidir. Devrin üslûbu iç mimaride ve tezyinatta daha serbest bir anlatım kazandığından bütünüyle yapıya hâkimdir.

Yapının plan şeması bir kubbe mimarisini yansıtmaktan çok kubbenin de kullanıldığı farklı bir anlayışı temsil eder. Kubbe kasnağında Yesârîzâde’nin celîsülüsle yazdığı ve 1945 yılındaki tamirde hattat Halim’in yenilediği “esmâ-i hüsnâ” bir kuşak halinde dolanır. 15 m. çapındaki ana kubbe dışta kütleye hâkim olurken içte mihrap önündeki kubbe ile yükünü paylaş