Dibangun di kompleks peringatan Dorut-Tillavat tepat di seberang Makam Shamsiddin Kulol, Masjid Kok-Gumbaz dibangun antara tahun 1435 dan 1436. Masjid ini berdiri sebagai masjid Jumat terbesar di Shakhrisabz. Sebuah prasasti di portal masjid menunjukkan bahwa Ulugbek memerintahkan pembangunannya untuk menghormati ayahnya, Shakhruh.
Struktur masjid ini diatapi kubah besar yang dihiasi ubin keramik biru, yang menjadi inspirasi namanya, Kok-Gumbaz, yang berarti "Kubah Biru." Di sekeliling kubah terdapat prasasti yang dibuat dari ubin putih berkaca yang berbunyi, "Kedaulatan adalah milik Allah, kekayaan adalah milik Allah."
Bagian dalam Masjid Kok-Gumbaz memiliki tata letak hampir persegi dengan empat relung dalam yang mengarah ke arah mata angin. Dindingnya seluruhnya ditutupi dengan semen ganch dan dihiasi dengan pola rumit berwarna biru tua dan muda, menciptakan desain yang memikat secara visual.
