İlk olarak I. Süleyman (Kanunî) (1520-1566) tarafından vefat eden oğlu Şehzade Cihangir’in anısına 1559’da yaptırılan cami geçirdiği bir çok yangından (1719 Fındıklı, 1765 Cihangir, 1771 Çivici Limanı) sonra onarım geçirmiş, 1823 Tophane Yangını’nı müteakip II. Mahmud dönemi (1809-1839) sadrazamlarından Silahdar Ali Paşa tarafından ihya edilmiştir. Dönemin mimari özelliklerini yansıtan cepheler caminin yeniden yapılırcasına geniş kapsamlı bir yenilenmeye tabi tutulduğunu gösteriyor. James Roberston’un fotoğraflarında da görülen yapının cephelerine, II. Mahmud döneminde yaygınlaşan Ampir üslubuna uygun üçgen alınlıklı pencereler sıralanmaktadır. Ahşap olduğu bilinen kubbesi ise, geç dönem Bizans mimarisinde çok yaygın olan, Osmanlı döneminde ise sınırlı sayıda camide (Rum Mehmed Paşa, Rüstem Paşa ve Zeynep Sultan Camilerinde) uygulanan dalgalı bir kasnağa oturur. Başka bir deyişle, kasnak pencerelerinin yuvarlak kemerleri saçak hattından yukarı taşmakta de ondüle bir hat oluşturmaktadır. Bugünkü Cihangir Camii ise II. Abdülhamid (1876-1909) tarafından 1889’da yeniden inşa ettirilmiştir.