Hadîkatü'l-cevâmi'de, Kethüdâ'nın yaptırdığı binanın "bir şerefeli minare ve mahfel-i hümâyun ve bütün levâzımatıyla sâhil-i deryâda inşa edildiği" belirtilmektedir. Bugünkü yapı, giriş kapısı üzerinde yer alan Zîver Paşa'nın yazdığı kitâbeye göre 1270'te (1854) Sultan Abdülmecid tarafından inşa ettirilmiştir.
Mimarı Nikogos Balyan olan cami, XIX. yüzyıl selâtin camilerinde olduğu gibi harim bölümü ve girişin önünde yer alan hünkâr kasrından oluşmaktadır. Batıdaki hünkâr girişi dışında her iki bölümün meydana getirdiği kompozisyon kuzey-güney aksına göre simetriktir. İki ayrı bölümün birlikte yer aldığı doğu ve batı cephelerinde harim ve hünkâr bölümleri ölçü olarak birbirine eşittir. Harim bir kenarı yaklaşık 12,25 m. uzunluğunda kare bir mekân olup üzeri pandantiflerle geçişi sağlanan sağır kasnaklı bir kubbe ile örtülüdür. Kuzeyde yer alan diğer bölümlerin üstü tonozla örtülmüştür. Son cemaat yeri içe alınmış enlemesine dikdörtgen planlı bir giriş holü niteliğinde olup ortada kapı, yanlarda pencere olan üç açıklıkla galeri altına, oradan da harime geçilmektedir. Yapının geniş ve yüksek pencereleri vardır. Harimde giriş holü dışındaki diğer üç cephede iki sıra halinde büyük yuvarlak kemerli üçer pencere yer alır. Bunlardan kıble cephesinin alt orta penceresi sağır olup buraya mihrap yerleştirilmiştir. Mermerden kademeli mihrap nişi empire üslûbundadır. Köşe dolguları kabartma girift bitki motifleriyle, bordürü kabartma geometrik motiflerle bezelidir. Mermer minber pembe renkli taşlarla süslenmiştir. Korkuluklarında geometrik motiflerle ve yanlarda barok kıvrımlarla bezenmiştir. Solda yer alan zarif vaaz kürsüsü mermer ve somakiden yapılmıştır. Caminin iç duvarları kırmızı ve beyaz hareli pembe renkli taş taklidi sıvalarla bezelidir. Duvarlara asılmış "çehâryâr-ı güzîn" levhaları ve minberin üzerindeki kelime-i tevhid Sultan Abdülmecid, diğerleri ise Ali Haydar Bey tarafından yazılmıştır. Pandantifler ve kubbe içinde bulunan kalem işlerinde manzara ve mimari düzenlemeler dikkat çekmektedir.
Giriş holü ve üstündeki salonla birbirine bağlanan doğu ve batı kanatlarından oluşan iki katlı hünkâr kasrına kuzeybatı köşesinde yer alan, iki yandan kıvrılan merdivenlerle ulaşılmaktadır. Doğu ve batı kanatları öne çıkarak girişte küçük bir avlu oluşturmuştur. Hünkâr girişi giriş holünün batı cephesinde olup iki yandan on basamaklı merdivenlerle ulaşılan, üç açıklıklı bir bölümdür. Gösterişli, çift kollu, eliptik bir merdivenle çıkılan ikinci katın batı kanadı hünkâr dairesi olarak düzenlenmiştir. Birbirine geçilebilen üçer mekânın bulunduğu doğu ve batı kanatları bir iki küçük farklılık dışında simetriktir. Doğu kanadında katlar arasında bağlantıyı sağlayan merdiven güneyde yer almaktadır.
Yapıda harimle hünkâr kasrı arasında tasarım ve yüzeylerin ele alınışı bakımından farklılık vardır. Harimdeki dekorasyonun zenginliğine rağmen hünkâr kasrında cepheler çok sade tutulmuştur. Buradaki bezeme öğeleri, üzeri basık kemerli pencerelerin çevresindeki silmelerle hünkâr dairesi salonlarının pencereleri üzerindeki üçgen ya da dairesel alınlıklardır. Caminin dış cephesi barok ve rokoko tarzında taştan, oyma ve kabartma süslemeleriyle dikkat çekmektedir. Yapı üzerinde oturduğu rıhtımdan yaklaşık 2 m. yükseltilmiş, zemin katla galeri katı silmelerle ayrılmıştır. Bu silmelerin uzantısı aynı zamanda hünkâr kasrının saçak kornişlerini oluşturmaktadır. Beden duvarlarında yer alan üç açıklık da içbükey olarak düzenlenmiştir. Açıklıkların dış noktalarında her cephede dört adet olmak üzere dörtte biri duvara gömülü sahte kolonlar yer almaktadır. Kolonların galeri katında tamamı, zemin katta üst yarıları yivlidir. Kolonlar galeri katında kompozit kolon başlıklarla son bulmaktadır ve ortada yer alan iki kolon ayrıca ek tablalar ve tepeliklerle iyice vurgulanmıştır.
İnce gövdeli minarelerin kaideleri merdivenli sahanlığın iki yanında olup kasrı oluşturan kütlelerin içindedir. Şerefe altlarında tersine kıvrılan volütlerin oluşturduğu konsollar bulunmaktadır. Altta aralarda yer alan akant yaprakları altın yaldızla boyanmıştır. Statik açıdan oldukça narin olan yapı 1862'de ve 1866'da onarılmış, 1894 depreminde büyük zarar görünce 1909'da Evkaf Nezâreti'nce yeniden tamir edilmiştir. Bu tamirde yıkılan eski yivli minareler yivsiz olarak yapılmış, minarelerin petek ve külâh kısımlarıyla yapının çeşitli bölümleri yenilenmiştir. 1960'larda binada yeniden çatlamaların oluşması sebebiyle Vakıflar Genel Müdürlüğü'nün başlattığı restorasyon çalışmalarında zemin takviye edilmiş, kubbe yenilenmiştir. Bu onarımda ibadete kapatılan cami 1969'da yeniden açılmıştır. 1984'te büyük bir yangın sonucu kısmen harap olan bina tekrar restore edilmiştir. Zaman içinde özgün parçaları büyük ölçüde değişmiş olsa da Ortaköy Camii, İstanbul Boğazı'nın önemli ve değerli mimari eserlerinden biridir.
Kaynak: TÜRKİYE DİYANET VAKFI İSLAM ANSİKLOPEDİSİ