مسجد سيد‌الشهداء در ضلع شمالي خيابان انقلاب خوي واقع است و ورودي آن از پياده روي همان خيابان منشعب مي‌شود، كه كف آن حدود 60 سانتي‌متر از پياده‌رو پايين تر قرارا دارد.با توجه به فرم معماري بنا اين مسجد بنائيست مربوط به دوره قاجاريه. در سنگ نوشته‌اي كه داخل دالان ورودي قرار گرفته تاريخ احداث بنا را 1327 هجري قمري ذكر نموده است.

مسجد داراي حياط نسبتاً وسيعي مي‌باشد كه به غير از ساختمان فعلي شبستان مسجد كه در ضلع جنوبي و ساختمان فرمانداري و شهرداري در ضلع شمالي قرار گرفته است. بقيه قسمتهاي اطراف آن از جمله طريقه باغچه‌بندي و حوض وسط صحن نوسازي شده است. اين مسجد داراي شبستان مربع مستطيل شكل با جهت شرقي غربي مي‌باشد كه با دو نوع مصالح يعني تا ارتفاع حدود 60 سانتي‌متري با سنگ و از اين قسمت به بعد با آجر ساخته شده است. ستونهاي شبستان سنگي است و از نظم و دقت كاربرد آجر بسيار جالب توجه مي‌باشد. يك طاق‌نما مربوط به دالان ورودي است و بقيه پنجره شبستان مي‌باشد.تزئينات مسجد ساده بوده و شامل تزئينات آجري در گنبدهاي پوششي و گوشواره‌اي و گنبد و كاربندي زير گنبدها مي‌باشد.