La construcción atrajo a Samarcanda a cientos de los mejores arquitectos, artesanos y trabajadores de la época, y tardó cinco años (1399-1404) en completarse. Cuando Tamerlán regresó de la conquista, lo recibió una mezquita rodeada de opulentas galerías sostenidas por más de trescientas columnas de mármol, con minaretes que se alzaban en sus esquinas.
Sin embargo, la gloria de la mezquita duró poco. Poco después de su finalización, la estructura comenzó a sucumbir a su propia grandeza. La audacia de la visión de Tamerlán resultó ser demasiado ambiciosa para las técnicas arquitectónicas de la época. El magnífico arco del portal, que pretendía emular la Vía Láctea, se derrumbó trágicamente poco después de la finalización de la mezquita, un doloroso recordatorio del efímero esplendor de la mezquita y de la impermanencia incluso de los mayores esfuerzos humanos.