Orhan İmareti Camii, yaygın olarak kabul edilen görüşe göre Hicrî 735 (Miladî 1334-1335) yılında inşa edilmiştir. Yapının inşa tarihiyle ilgili olarak Hicrî 725 (Miladî 1324-1325) tarihi, araştırmacı Ekrem Hakkı Ayverdi tarafından akla daha yatkın bulunarak öne sürülmüştür. Ancak kazılarda parçalar halinde bulunan kitabedeki “Sultan Orhan” ibaresi ve metnin sonundaki “beş” anlamına gelen “hamse” sayısı dikkate alındığında, yapının Hicrî 735 (Miladî 1334-1335) yılında inşa edildiği yaygın olarak kabul edilmektedir. Kazıları yürüten Prof. Dr. Oktay Aslanapa da yapının 1334-1335 yılında yapıldığı görüşünün isabetli olduğunu savunmaktadır.
Orhan İmareti Camii, Osmanlı mimarisinde tabhaneli, zaviyeli, ters T planlı, yan mekânlı, kanatlı ve çok fonksiyonlu olarak tanımlanan tipteki ilk yapıdır. Aynı zamanda erken Osmanlı döneminin sosyal yardım kurumlarının en eski ve en anlamlı örneklerinden biridir. Kazılarda parçalar halinde bulunarak müzeye teslim edilen kitabesine göre, Allah’ın mülkünü ebedi kılması dilenen Osman oğlu Sultan Orhan’ın emriyle, hacıların ve Haremeyn’in süsü Hacı Paşa tarafından yaptırılmıştır. Kitabede inşanın Rebîülevvel ayında başladığı ve Hicrî 735 yılının Şevval ayında tamamlandığı ifade edilmektedir.
İlk yapıldığında, doğrudan ibadet için tasarlanan cami bölümü ile sosyal amaçlı konaklama ve toplanma imkânı sağlayan tabhane işlevlerini tek çatı altında buluşturmuştur. Eserin asıl aşevi, yani imaret-mutfak kısmının, döneminde aynı alanda günümüze ulaşamayan ayrı bir bina şeklinde var olduğu tahmin edilmektedir.
Mimari şeması, dikdörtgen planlı bir son cemaat yeri, iç avlu niteliğindeki sofa, sofanın sağ ve solundaki tabhaneler ile güneydeki mihrap aksında konumlanan cami mekânından meydana gelmektedir. Temellerinde ve temel seviyesine yakın duvar kısımlarında, çeşitli şekillerde işlenmiş iri blok devşirme taşlar, sütunlar ve mimari parçalar kullanılmıştır. Beden duvarları ortalama 1.00 metre kalınlığındadır ve 30×30 santimetre ebadında tuğla ile moloz taşla almaşık düzende örülmüştür. Yalnızca cami bölümünün yan duvarlarında, tabhanelerle ortak olan kısımların kalınlığı 1.45 ile 1.50 metreye kadar çıkmaktadır. Dikine dikdörtgen planlı mekânların üst örtüsünün kubbe ya da tonoz olamayacağı, bunun yerine iki yana eğimli bir çatıyla kapatılmış olabileceği düşünülmektedir.
Son cemaat yeri, orta bölümüne göre iki yanı yaklaşık 45-50 santimetre daha yüksek olan beş birimli bir düzene sahiptir. Zemini kare tuğlalarla döşenmiştir. Bu cephe dışarıya, ikisi 55 santimetre çapında ve 4.20-4.40 metre boyunda gri granit, dördü ise 39 santimetre çapında mermer olmak üzere toplam altı sütuna oturan tuğla kemerlerle açılmaktadır. Sütunların aralarında geometrik kompozisyonlu ajurlu mermer şebekeler kullanılmıştır. Sütunlardan birinin altında Roma dönemine ait sağlam durumda bir mezar steli durmaktadır. Buradan sofaya giriş, önünde mermer kaplamalı yekpare taş eşik ya da seki bulunan bir kapıyla sağlanmaktadır. Kapının iki yanında sofaya, dış kenarlarda ise tabhanelere açılan birer pencere yer almaktadır.
Dikine dikdörtgen planlı sofanın kuzey köşelerinde tabhanelere, kıble istikametindeki orta aksta ise iki basamakla cami bölümüne geçişler mevcuttur. Bu geçişteki basamaklardan alttaki yarım daire biçimli mermer taş, silmeleri ve dendanlı dizisiyle devşirme bir malzemedir. Sofanın yan duvarlarında birer dikdörtgen niş bulunmaktadır. Zemin horasan harç üzerine mermer döşelidir. Mekân, kapı boşlukları hariç duvar önlerinde yine mermer kaplı sekilerle çevrelenmiştir.
Cami mekânı dikine dikdörtgen planlıdır. Zemininde horasan harç üzerinde 19×19 santimetre ölçülerinde kare tuğlalar kullanılmıştır. Yan duvarlarının yaklaşık orta kısmında birer dikdörtgen niş ve tabhanelerin bitimine denk gelen hizalarda dışa açılan birer pencere vardır. Kıble duvarı günümüzde temel seviyesine kadar yıkıldığı için mihrap nişi tespit edilememiştir. Mihrap nişinin formunun dikdörtgen biçimli olduğu öngörülmektedir. İç mekânda kırmızı aşı boyasıyla dekore edilen çok katmanlı sıvalar ile yüzeyleri baklavalı, geometrik ve bitkisel motifli alçı silmelere ait parçalar tespit edilmiştir. Ayrıca ibadet mekânının duvarları, orta aksta yaklaşık 1 santimetre kalınlığında daha kaliteli firuze renkli ve 1.5 santimetre kalınlığında biraz daha geç tarihli mat yeşil renkli altıgen sırlı çinilerle kaplanmıştır.
Sofanın sağ ve solundaki tabhaneler dikine dikdörtgen planlıdır. Zeminleri sofaya göre farklı kotlara sahiptir. Batıdaki mekân sofanın zemininden 30 santimetre, doğudaki ise batıdakine göre yaklaşık 40 santimetre daha yüksektedir. Horasan harç üzerine kare tuğlalarla döşeli bu alanlardan batıdakinde dışarı açılan üç pencere ile sonradan kapıya çevrilmiş dördüncü bir açıklık yer almaktadır. Aynı tabhanenin batı duvarına, üst kısmı dışa dönük vaziyette, ortasında bir haç ve köşelerinde akant yaprağı kabartmaları bulunan dokuzuncu yüzyıl sonrasına ait Orta Bizans dönemi 50×50 santimetre boyutlarında kare formlu mermer bir impost başlık yerleştirilmiştir. Ayrıca bu odanın güney duvarı önünde milattan sonra ikinci yüzyıla tarihlenen yazıtlı bir mezar steli ile dış taraftan yapıya hafif çarpık olarak bağlanan bir ek duvar kalıntısı tespit edilmiştir. Doğudaki tabhanenin güneydoğu temellerinde ise iri taş bloklarla yaklaşık onar santimetrelik küçük kademelenmeler yapılarak temel ampatmanları oluşturulduğu gözlemlenmiştir.
Zamanla kullanım dışı kalan yapı, Evliya Çelebi tarafından on yedinci yüzyılda terk edilmiş “Orhan Mescidi” şeklinde anılmıştır. On dokuzuncu yüzyılın sonunda C. Goltz tarafından harabe halinde görülmüş, 1941 yılı öncesinde K. Otto-Dorn tarafından kalıntılarının görünmeyecek ölçüde ortadan kaybolduğu ifade edilmiştir. Yakın zamana kadar özel mülkiyette bulunurken daha sonra kamulaştırılmış ve birinci grup korunması gerekli taşınmaz kültür varlığı olarak tescillenmiştir.
Yapıdaki kitabeye ait parçalar, 1963 ve 1964 yıllarında Prof. Dr. Oktay Aslanapa başkanlığında yürütülen kazı çalışmalarında bulunmuş, birleştirilerek müzeye teslim edilmiştir. Yapıdaki ilk detaylı mimari onarım ve kazı girişimi de 1963-1964 yıllarında Prof. Dr. Oktay Aslanapa başkanlığında gerçekleştirilmiştir. Yıllar içinde kireç harcının bağlayıcılığını yitirmesi, yapı içine işleyen ağaç köklerinin kaplamaları patlatması, insan tahribatları ve yarım asrı aşan bakımsızlık sebebiyle eserin duvarları zemin seviyesine kadar inmiş ve yapı tamamen yok olma tehlikesi geçirmiştir. Ardından yeniden toprak ve çalılar altında kalan kalıntılar için 2022 yılının Nisan ve Temmuz ayları arasında kapsamlı bir temizlik çalışması uygulanmıştır. Bu müdahaleler sırasında birikmiş molozlar kontrollü biçimde ayrılarak istiflenmiş, özgün tuğla döşemelere zarar verilmeden iç ve dış duvar sınırları görünür hale getirilmiş ve rölöve verileri güncellenerek eserin varlığıyla birlikte korunup geleceğe aktarılması için gerekli altyapı sağlanmıştır.
Ağustos 2025’te, İmaretin rölöve, restitüsyon ve rekonstrüksiyon proje süreci dört yıllık uzun, yoğun ve meşakkatli bir çalışmanın sonunda tamamlanmış ve onaylanmıştır.