След падането на средновековната ямболска крепост Дъбилин под властта на османците, центърът на градския живот се премества североизточно от разрушената крепост. Една от основните обществени сгради, оформящи централното градско ядро на Ямбол е построената  в началото на ХV век Ески джамия.

Централната част на сградата с купола и нетипичното за Балканите минаре с квадратно сечение я определят като една от най – старите съществуващи османски сгради в българските земи. За нейното построяване са използвани останки от средновековни постройки - в стените на джамията личат камъни от средновековни строежи. Няколко десетилетия след построяването джамията е разширена и преустроена.

В пътеписа на Евлия Челеби (1667г.) е представена като стар молитвен храм, „една просветлена джамия”.

По време на Освободителната руско–турска война (1877-78г.), Ески джамия е превърната в склад за брашно и дрехи. В първите години след Освобождението сградата изпълнява функциите на християнска църква.

Днес Ески джамия е реставрирана  и е обявена за паметник на културата от национално значение.