Строительство мечети было начато в 1399 году, после победоносного похода Тимура в Индию. Мечеть строилась в течении пяти лет. Сооружение было завершено в 1404 году. По замыслу Тимура мечеть Биби-Ханым должна была затмить все виденное им в других землях. К участию в строительстве были привлечены: зодчие, художники, мастера и ремесленники из многих стран Востока. Двести камнетесов из Азербайджана, Фарса, Индостана и других стран работали в самой мечети, а пятьсот рабочих в горах близ Пенджикента трудились над добычей и обтесыванием камня и отправкой его в Самарканд. Мастера и ремесленники, согнанные и собранные со всех концов мира, вносили в строительство свой творческий опыт и традиции.
Стройка не была еще закончена, когда Тимур вновь отправился в один из своих походов. Вернувшись в свою столицу, он тут же поехал посмотреть на новую мечеть. Грандиозные здания занимали прямоугольный двор размером 130х102 метра. На западной стороне его возвышалась главная мечеть, на северной и южной стояли малые мечети. Обширный внутренний двор был выстлан мраморными плитами и обнесен крытой галереей для богомольцев. Вход во двор был оформлен в виде высокого портала с двумя круглыми минаретами. достигавшими пятидесяти метров высоты. Фасад соборной мечети был также украшен величественным порталом с двумя минаретами. Стены всех помещений снаружи были богато декорированы разноцветными глазурованными кирпичами, образовывавшими прихотливый геометрический орнамент и религиозные изречения.
Мавзолей Биби-Ханым служил, по-видимому, усыпальницей для женщин из династии тимуридов. По свидетельству Клавихо, первой была похоронена мать Биби-Ханым. Сведения о погребенной самой Биби--Ханым (Сарай-Мульк-Ханым) нет, хотя народное предание называет это здание мавзолеем Биби-Ханым.
Время сурово обошлось с соборной мечетью Биби-Ханым. Здания ее начали разрушаться еще при жизни Тимура, а ныне от нее остались, по существу, лишь величественные развалины. Но и они производят неизгладимое впечатление.
С 1968 года начаты большие работы по консервации и сохранению всего комплекса построек Биби-Ханым.
