始建于唐天宝元年（742年），称唐明寺。元中统年间重建，称回回万善寺；明洪武二十五年（1392年）由兵部尚书铁铉又一次修葺扩建，称清修专；清乾隆三十年（1765年）教民再次募资重修，称清真寺。以后又有多次修葺。至1984年，在政府的关怀下，对该寺又进行了一次彻底的修葺。1956年陕西省人民政府公布为省级重点文物保护单位。
       大寺坐两朝东，整个寺院是一东西向的长方形，四周有青色砖围墙，占地面积约18亩。全寺沿东西向中轴线以次分为四院，建筑总面积共约4000多平方米。
第一进院落砖雕大影壁和木构牌楼分立东西，牌楼之后是五间楼，俱各古色古香，宏丽雅致。
       第二进院落中央竖立石牌坊一座，为三间四柱式，中楣镌“天监在兹”，两侧坊楣刻“钦冀昭事”和“虔诚省礼”。牌坊前后有甬道，两侧建有两座石碑、嵌于砖构龛内。一为明万历三十四年（1606年）冯从吾所撰《敕赐重修清真寺碑》，碑阴镌刻来米芾手书“道法参天地”5个大宇；一为清乾隆三十七年（1772年代敕修清真寺碑》，碑阴镌刻明礼部侍郎董其昌手书“敕赐礼拜寺”5个大字。
       第三进院落入口处为敕修殿，系明嘉靖年间所修清真寺的正门，殿面宽3间。单檐歇山顶，朱门金钉、砖雕银饰，门上悬挂“敕赐礼拜寺”金字横匾，同为董其昌手书。殿内有阿拉伯文“月碑”，内容记载了阿拉伯历推算方法。殿后院中央有省心楼，也就是邦克楼，为八角三层三重檐港尖顶，木结构。
       第四进为全寺主体，西边合基之上建有礼拜大殿，单檐歇山式，绿琉璃顶，斗拱五踩，面宽七间，进深四间，后楼窑殿，宽深各三间，大殿平面呈凸字形，面积达1300平方米，可容千余人礼拜．顶棚置天花，地面铺装木板。顶棚藻井共由600余幅彩绘组成，全为阿拉伯文组成的几何图案。窑殿四壁遍布雕画，在缠枝蔓草花纹中套雕古兰经文，色彩绚丽，金碧辉煌。廊檐南北山墙，整壁砖刻花卉硕果，雕工精细，富于质感，为清代砖雕之精品。殿前有宽敞的月台，四周绕以石栏。整个建筑形成一雄浑壮美的古典建筑群落，以其构图完美，布局规整，左右映带，中心突出的特色，成为中国清真寺古典建筑的杰出代表。
       寺内历朝匾额牌联极多，是道德教化的警句及书法墨宝的荟萃，寺内有许多珍贵的树木花草，连枝交映，流芳吐馥，使进寺礼拜的教民顿觉身临幽谷，烦嚣尽涤。大寺每天都有来自全国各地或者海外的穆斯林前来礼拜，同时还接待了大量的慕名前来瞻仰的中外旅游者。