Büyük Camii Arkeoloji Müzesi olarak ta anılan, günümüz Sofya’da muhafaza edilmiş en eski yapılardan biridir. II. Fatih Sultan Mehmet Sadrazamlarından, Sırbistan, Kruşevats’ta 15. asrın başlarında doğmuş. Annesi Sırp aristokrasisinden, babası ise Tesaliya’nın son Hristiyan hükümdarı olan Angelos Hanedanından gelen Vezir Mahmut Paşa tarafından yaptırılmış. Cami inşaatı 40 yıl sürmüş. İnşaatı 1494 yılında, Mahmud Paşa’nın ölümünden sonra sona erdiği biliniyor.
Cami yapımından 19. yüzyıla kadar şehrin en önemli kamu binalarından biridir. Osmanlılar sefere çıkarken camide toplanırmış, planlarını burada yapıp yola çıkarlarmış. Cami orijinal haliyle 19. yüzyıla kadar korunur. İki deprem olur. Birinde minare düşer. Bu Osmanlı idaresi ve cemaat tarafından bir işaret olarak kabul edilir. Cami zamanla terkedilir.
1877 – 1878 Osmanlı Rus Savaşı yıllarında Camii hastaneye dönüştürülmüştür. Daha sonraki yıllarda Camii kütüphane olarak kullanılmış ve 1892 yılından Prens Ferdinand’ın talimatıyla günümüze kadar da Sofya Arkeoloji Müzesi olarak kullanılmaktadır. 1944 yılında Amerikan bombardımanında bina büyük zarar görür. Müzedeki eserlerden bazıları, arşiv ve belgelerin büyük kısmı yanar.