प्रामाणिक इस्लामिक धर्मग्रंथों के अनुसार, पैगंबर मुहम्मद 630 ईस्वी (6 हिजरी ) के आसपास मस्जिद की योजना और निर्माण से जुड़े हुए थे। हिजरी काल के बाद के समय में सना इस्लामी धर्म के प्रचार केंद्र था। सना की महान मस्जिद में खोजे गए कई पुरातात्विक खोज मुहम्मद के जीवन कल की समय इसके निर्माण को प्रमाणित करते हैं।

इसकी पुष्टि इतिहास की तारीखों में 705 से 715 (86–96 हिजरी) है, जब उमैयद खलीफा अल-वालिद प्रथम ने मस्जिद को बहुत बड़े आयामों तक विस्तारित किया। मस्जिद की सपाट छतों के आंतरिक पत्थर के अभिलेखों को एकसमाईट साम्राज्य की बाईज़न्टाइन स्थापत्य विशेषताओं से युक्त बताया गया है। एक पुन: उपयोग किया हुआ एक पत्थर पर पाए गए इस क्षेत्र के पूर्व-इस्लामिक भाषा में एक शिलालेख, यह इस बात को समर्थन देता है की यह बाईज़न्टाइन वास्तुकला है। इसके लिए गहन जांच की आवश्यकता होगी क्योंकि यहाँ उपयोग किया गया उद्धारण इन दावों को प्रमाणित नहीं कर रहे है। मस्जिद के प्रांगण में एक और शिलालेख मिला, जो अब्बासिद काल के 753 ईस्वी का है।

यहां दो मीनारों का निर्माण किया गया था, पहला पूर्व की ओर जिसका निर्माण 9 वीं शताब्दी की शुरुआत में किया गया था, दूसरा पश्चिम में जिसका निर्माण 12 वीं शताब्दी में किया गया था। दो बार बाढ़ से मस्जिद को काफी नुकसान पहुंचा, जिसके बाद इसे पूरी तरह से पुनर्निर्मित किया गया। कुर्मियों ने 911 में शहर पर हमला किया और मस्जिद को काफी नुकसान पहुंचाया।

1130 में इस्माईली रानी अरवा इब्न अहमद द्वारा इस मस्जिद कि बहुत अधिक मरम्मत करवाइ गई थी। वह मस्जिद के पूर्वी, पश्चिमी और उत्तरी भागो में भव्य रूप से उकेरी गई छतो को बनवाने मे उनका हाथ था। वह मिस्र के फातिम राजवंश से निकटता से जुड़ी हुई थी। मस्जिद की पश्चिमी मीनार, जिसे उसने बनाया था, काहिरा में बनी उसी काल की मस्जिदों के समान थी।

16 वीं शताब्दी की शुरुआत में, मस्जिद को एक चौकोर गुंबददार संरचना और उसके आंगन के फ़र्श के साथ पुनर्निर्मित किया गया था। 

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