آخرین بازسازی و مرمت این بنا در زمان ایلخانیان انجام گرفته است. از طرف سازمان میراث فرهنگی کاوش های باستان شناسی برای شناسایی تاریخ و تکامل مسجد در طی دوران های مختلف آغاز شد که با توجه به مطالعات انجام شده، اصل بنای کنونی مسجد جمعه مربوط به زمان سلجوقیان هست و این بنا خود نیز بر روی بقایای کهن تر ایجاد گشته است.

درب ورودی مسجد جمعه شامل گره های هندسی، گل میخ های آهنی و کتیبه ای به خط نسخ می باشد که اینگونه برداشت می شود که درب گفته شده از مکان دیگری به این مسجد آورده شده است. بقایای مناره ای با ارتفاع هشت متر در حوالی مسجد قابل مشاهده است که نشان از وجود این بنا در زمان سلجوقی می باشد.

دو سنگ نبشته در بدنه مناره نصب گشته که مربوط به فرمان حکمران آق قویونلو است. این سنگ نبشته به احتمال زیاد از جای  دیگری آورده شده و با بنای مسجد و مناره هیچ ارتباطی ندارد.

بنای مسجد قدیم شامل چهار طاق و گنبد است. در تمام بنای مسجد اردبیل، آجر بکار رفته و مقدار کمی تزئینات کاشی کاری دارد که هم اکنون بخشی از نما باقی مانده است.

یکی از مختصات استثنایی پلان مسجد جمعه اردبیل شکل گیری و نقشه مسجد است که بر خلاف مساجد چهار ایوانی دوره سلجوقی ساخته شده است.

 با گذر زمان این مسجد دچار صدمات زیادی شده بالخص در سال 1357 هجری شمسی در جریان توسعه خیابان بخش اعظمی از تپه تاریخی از بین رفت.

منبع : نشاط آوران