Daha önceleri Tophane-i Emire Arabacılar Kışlası Camii’nin bulunduğu yerde bulunan Nusretiye Camii, Sultan II. Mahmud tarafından yaptırılmıştır. 1826 yılında tamamlanan caminin mimarı, İstanbul’daki pek çok yapının yaratıcısı mimar Balyan ailesinden Kirko Balyan’dır.

Barok mimarinin güzel örneklerinden biri olan cami, kare planlıdır. Dört yuvarlak kemere dayanan kubbesi 33 metre yüksekliğindedir ve granittendir. Kubbenin etrafı küçük kuleciklerle çevrilidir. İki şerefli iki minaresi bulunan caminin kitabesi ampir süslemelerle çevrelenmiştir.