Айтбай мешіті туралы тарихи деректер 2005 жылы Ж.А.Жонтаева мен Ш.Әбдібаевтың "Сыр елінің мәдени мұралары" атты еңбегінде жарияланды. 2005-2007жж., 2008-2011 жж. "Мәдени мұра" бағдарламасы аясында Ә.Х.Марғұлан атындағы Археология институтының барлау экспедициясы (жетекшісі Ж.Құрманқұлов) кезінде зерттеліп, тізімге алынып "Свод памятников истории и культуры Республики Казахстан. Кызылординская область" атты кітапқа енді.
1878 ж. Айтбай қажының қаржысына Әулиеата шеберлері Ысқақ пен Камал салған. Ауданы 22х16, биіктігі 14 м. Алдыңғы жағы үлкен портал болып келеді, күйдірілген қышпен өрнектелген, ортасындағы ойық-есік, екі жағынан төрт жалған терезе іспеттес оймышпен әшекейленген. Төбесі қаңылтырмен жабылып, іші сыланып, әктелген. 1980 ж. «Қазақ жобалау – қалпына келтіру» институты мешіттің толық қалпына келтіру-жөндеу жобасын жасады. 1950 жылдары кинотеатр ретінде пайдаланылса, кейін ол жерге мектеп-интернат, 1970-1971 жылдары тігін цехы мекемесі орналастырылды. Ал қазіргі таңда ғимаратқа мешіт міндеттері қайтарылды. Ғимарат тікбұрышты жоспарда күйдірілген кірпіштерден тұрғызылған. Іргетасы да діл осындай кірпіштерден қаланған. Негізінің тереңдігі 1,70 метр, ені 0,90 метр. Мешіт ішкі қабырға арқылы намаз оқу залына және вестибюльге бөлінген. Залдың ортасында темір жабындысымен жабылған, шатырға қарай жоғарылайтын күмбез кеңістігі орналасқан. Ғимарат сыланып, әктелген, төбесі боялған. Мешіттің қасбеті кірпіштермен айшықты қаланып сәнделген, әсіреге, михрабы бар батыс қасбеті. Бұл қасбет белдеушелер, ернеулер, пилястрлер сияқты көлденең және тігінен қолданылатын элементтердің әрекеттестіктерінен құралған симметриялы маңдай алды композициясы түрінде шешімін тапқан. Қабырғаның беткі жағы пилястрмен бес бөлікке бөлінген: орталық және одан әр жаққа екіден. Орталық бөлігіне жақын тұрған бөліктер шеткілеріне қарағанда тар болып келген. Орталық бөлік көркем безендірілген. Оның төменгі бөлігінде қабырғадан шығыңқы түрде орналасқан «көп қырлы» михраб, ал жоғарғысында – картуштармен безендірілген аттик орналасқан. Қалған бөліктер бірдей безендірілген. Олар михраб деңгейінде шығыңқы кірпіштерден сәулелі арқа түрінде аяқталған жапсырма «жиектемелермен» безендірілген. Жоғарғы жағында олар кіші қуыстармен «тігіс» түрінде безендірілген таспалы өрнектермен көмкерілген. Пилястрлер кронштейн-«сухариктер» түріндегі сәндік элементтері бар жіңішке көлденең шығыңқылармен және ернеулермен айшықталған. Мешіттің ауласында, солтүстік-батыс және оңтүстік–шығыс жағында қызмет және тұрғын бөлмелері орналасқан. Ескерткіш- «кірпіш стилін» жақсы пайдаланудың бірден-бір үлгісі болып табылады. Мешіт ежелгі мұсылман культтік сәулет өнерінен өзгеше түрде салынды.
Айтбай қажы Сыр өңірінің ХІХ ғасырдағы көпесі, әрі дін жолын ұстаған қажыларының бірі болған. Хиуа, Қоқан хандықтарымен және қазақ жеріндегі басқа да қалалармен, жәрмеңкелермен тығыз қарым-қатынас жасай отырып, ел арасында сауда-саттық жолдарын дамытып қана қоймай, діни ілімді жетілдіру жолдарына да атсалысады. Сол кезде имандылық ордасын ел игілігіне айналдыру мақсатында 40 мың рубль жиналған көрінеді. Осы мақсатта 1878 жылы Айтбай қажының демеушілігімен Әулиеатаның Ысқақ пен Камал есімді шеберлерін шақыртып, осы мешіт құрылысын бастаған. Биіктігі 14 метрді құрайтын мешіттің көлемі 22х16 метр. Алдыңғы жағы үлкен портал болып келеді. Күйдірілген қышпен өрнектелген, ортасындағы ойық-есік, екі жағынан төрт жалған терезе іспеттес оймышпен әшекейленген. Төбесі қаңылтырмен жабылып, іші сыланып, әктелген.
1980 жылы «Қазақ жобалау-қалпына келтіру» институты мешіттің толық қалпына келтіру-жөндеу жобасын жасады. 1950 жылдары кинотеатр ретінде пайдаланылса, кейін ол жерге мектеп-интернат, 1970-1971 жылдары тігін цехы мекемесі орналастырылды. Ал, қазіргі таңда ғимаратқа мешіт міндеттері қайтарылды.
Ғимарат тікбұрышты жоспарда күйдірілген кірпіштерден тұрғызылған. Іргетасы да дәл осындай кірпіштерден қаланған. Мешіт ішкі қабырға арқылы намаз оқу залына және вестибюльге бөлінген. Залдың ортасында темір жабындысымен жабылған, шатырға қарай жоғарылайтын күмбез кеңістігі орналасқан. Орталық бөлігіне жақын тұрған бөліктер шеткілеріне қарағанда тар болып келген. Орталық бөлік көркем безендірілген. Оның төменгі бөлігінде қабырғадан шығыңқы түрде орналасқан «көп қырлы» михраб, ал жоғарғысында картуштармен безендірілген аттик орналасқан. Қалған бөліктері бірдей безендірілген. Олар михраб деңгейінде шығыңқы кірпіштерден сәулелі арка түрінде аяқталған жапсырма «жиектемелермен» безендірілген. Жоғары жағында олар кіші қуыстармен «тігіс» түрінде безендірілген таспалы өрнектермен көмкерілген. Мешіттің ауласында, солтүстік-батыс және оңтүстік–шығыс жағында қызмет және тұрғын бөлмелері орналасқан. Ескерткіш «кірпіш стилін» жақсы пайдаланудың бірден-бір үлгісі болып табылады. Мешіт ежелгі мұсылман культтік сәулет өнерінен өзгеше түрде салынды.