Процесс строительства занял три года, производился на средства одного из самых богатых прихожан мечети, купца Мустафы Назировича Азимова, в честь которого и назвали мечеть. Памятник относится к направлению эклектизма. Это значит, что ему присущи все черты европейской архитектуры пятнадцатого-восемнадцатого веков, например, такие как романтизм, неорусский стиль, необарокко, неоготика, неовизантийский стиль и другие.Над входом в мечеть располагается изящный и утонченный минарет — башня в архитектуре ислама. Он украшен ажурной резьбой. Характерная особенность мечети в том, что все ее основание украшено резьбой по камню. Наверху минарета, высота которого составляет пятьдесят один метр, расположился полумесяц. Отличие минарета Азимовской мечети от остальных в том, что он начинается со своего фундамента, а не с крыши здания. По мнению многих путешественников, которые посещали мечеть в конце девятнадцатого — начале двадцатого века, этот минарет очень похож на старинные сооружения Константинополя. Сооружение вытянуто с юга на север, его фасад украшен круглыми полуколоннами. В архитектуре мечети использованы мусульманские восточные мотивы. В советское время по назначению она не использовалась и находилась в полузаброшенном состоянии, окруженная промышленными объектами города. В конце восьмидесятых она была возвращена верующим, а в девяностые годы подверглась реконструкции и реставрации и, наконец, приняла сегодняшний вид. Интерьер сооружения ничем не уступает экстерьеру. Внутри мечети расположены стройные колонны, декорированная в растительном стиле ниша, на потолке плафоны, изготовленные посредством лепки, позолоченная люстра из хрусталя, а также высокие окна с красочными стеклами.Сейчас на территории мечети находятся два этажа медресе (мусульманское учебное заведение; средняя школа) и деревянный домик служителя мусульманского культа, муллы. В этой мечети по пятницам всей мусульманской общиной совершается общая молитва, которая называется Джума — намаз. Азимовская мечеть — памятник культовой татарской архитектуры. Она заметно выделяется из всех остальных казанских мечетей.