Beşiktaş’ta Barbaros Bulvarı ile Beşiktaş Caddesi’nin birleştiği yerde Barbaros Anıtı’nın bulunduğu parkın karşısındaki Sinan Paşa Külliyesi içinde bulunan Sinan Paşa Camii, Sadrazam Rüstem Paşa’nın kardeşi Kaptan-ı Derya Sinan Paşa tarafından yaptırılmıştır. Külliye Sinan Paşa’nın ölümünden sonra, kitabesine göre 963/1555’te bitirilmiştir. Aynı tarih avludaki şadırvanın kitabesinde de bulunmaktadır. Sinan’ın bu cami ile aynı dönemde gerçekleştirdiği yapılar arasında, Lüleburgaz Sokullu Mehmet Paşa Külliyesi ve Silivrikapı Hadım İbrahim Paşa Camii bulunmaktadır.
Caminin içinde yer aldığı külliyede medrese ve günümüzde yerinde olmayan çifte hamam bulunmaktadır. Cami ile birlikte yapılmış olması gereken hamam, caminin uzağında, bugün Dolmabahçe Sarayı’nın dış avlusu sınırında yapılmıştır. Sinan’ın Samatya’da 1547’de yaptığı Yakub Ağa Hamamı’na benzeyen hamam, Tophane-Beşiktaş yolu genişletilirken 1957 yılında yıktırılmıştır. Medrese, H. 1051/ M. 1641-42’de Kösem Sultan tarafından yaptırılmıştır.
Bu caminin önemli bir özelliği planının Edirne Üç Şerefeli Cami planına benzemesi ve farklı boyut ve oranlarda onun tekrarı şeklinde yapılmış olmasıdır. Camide merkezi kubbe altıgen bir ayak sistemi üzerine oturtulmuş, iki yana genişletilmiş caminin sağ ve sol yanları ikişer kubbeyle örtülmüştür. Taşıyıcı sistemin hacim içinde kalan öğeleri oldukça küçük boyutlara indirgenmiş ve mekân bütünlüğü sağlanmıştır. Donanmanın her yıl Beşiktaş’tan ayrılmadan önce camide kalabalık cemaat halinde namaz kılmalarına olanak sağlamak amacıyla büyük bir iç mekânı tasarlanmıştır. Beş açıklıklı son cemaat mahalli, ortada büyük ve derin bir aynalı tonoz ve yanlarda ikişer kubbe ile örtülüdür. Yapı cepheleri taş ve tuğla almaşık duvar tekniğiyle örülüdür.
Yapının geçirmiş olduğu onarımlarda medrese odalarının bazıları ve belki de cami girişi yıkılarak, son cemaat mahalli caminin iç mekânına katılmış, medrese odalarının önü kapatılmıştır. Caminin 19. yüzyılın seçmeci üslubu ile bezenmiş olan içi, klasik üslupta bir bezeme ile değiştirilmiş, Günümüzdeki bezeme ve vitraylar eklenmiştir. Yapının batı cephesinde bulunan hünkâr mahfili yapıya sonradan dâhil edilmiştir.
Sinan Paşa Camii, klasik dönemin strüktürel formuyla, Edirne’de denenen bir şemadan çok farklı, boyutları minimuma inmiş, kolayca kendini tanıtan ve boyutları küçülmüş yapı elemanlarıyla daha aydınlık bir mekândır. Bundan önceki yapılarında daha gelişmiş dış yapı tasarımları uygulayan Sinan, burada isteyerek, basit bir dikdörtgenler prizmasından oluşan alt yapıda hiçbir hareket yapmamış, 12,60 m genişliğindeki kubbeyi geometrik şeklinin bütün sadeliği ile bu dikdörtgenin üzerine basit bir kasnakla oturtmuştur. Sinan bu camisinde, son cemaat mahallinin önünde Mihrimah Sultan Camileri’nde yaptığı gibi ikinci bir saçak uygulamış, camilerinde ilk kez olmak üzere avlu revakları arkasına medrese odaları yerleştirmiştir.