- مسجد الحسين مبنى بالحجر الأحمر ويشتمل على خمسة صفوف من العقود المحمولة على أعمدة رخامية.
- محراب المسجد مزخرف بالخردة الدقيقة المأخوذة من قطع القاشاني الصغيرة الملون بدلًا من الرخام.
- منبر المسجد من الخشب يجاوره ثلاث أبواب أثنان يؤديان إلى القبة والثالث يؤدى إلى حجرة الأثار النبوية.
- مئذنة مسجد الحسين فهمي مبنية على نمط المآذن العثمانية فهي أسطوانية الشكل ولها دورتان وتنتهي بمخروط.
- للمشهد ثلاثة أبواب بالوجهة الغربية وباب بالوجهة القبلية وآخر بالوجهة البحرية يؤدى إلى صحن به مكان الوضوء.
- كان المسجد عند نشأته ضريحًا متوسط المساحة، بناه "الصالح طلائع" من الحجر، واتخذ له 3 أبواب ومئذنتين وقبة واحدة علت الضريح، الذي يقال إنه ضم رأس الإمام الحسين.
- في عهد الدولة الأيوبية أهتم صلاح الدين الأيوبي بالمسجد وألحق به مدرسة لتدريس المذاهب الفقهية الأربعة.
- قام الملك الصالح أيوب بتوسعة الضريح والمسجد، دون تغيير في عمارته بعد احتراقه بسبب الشموع التي يوقدها الزائرين داخله.
- توالت الإصلاحات على المسجد حتى أعاد الأمير عبد الرحمن كتخدا بناء المسجد وأضاف إليه إيوانين وصهريجا وفسقيه مياه.
- عندما تولى الخديوي إسماعيل حكم مصر أمر بتجديد المسجد وتوسيعه، وقد استغرق هذا التجديد مدة 10سنوات.
- آخر عملية توسعة قامت بها الحكومة المصرية عام 1953م لتصبح مساحة المسجد الكلية 3340 م2، حيث أنشأت مبنى إداري للمشهد والجامع وأيضًا مكتبة في الجهة الشرقية على امتداد القبة ومصلى للسيدات.
- في ثمانينات القرن العشرين رممت وجددت هيئة الآثار المشهد الشريف والجامع الحسيني وهو التجديد الذي تم فيه تغيير طاقية قبة المشهد التي ترجع إلى أعمال الأمير عبد الرحمن كتخدا التي أجراها بالمشهد سنة 1761م.
