Tridesetak godina nakon dovršetka njene izgradnje, Bilina (Bijeljina) je 1580. proglašena kasabom. U osmanskim izvorima ova kasaba se 1634. pominje kao razvijeno naselje i sjedište kadiluka.
Džamija je pripadala tipu jednoprostornih džamija natkrivenih četvorovodnim krovom. Objekat je bio zidan dijelom blokovima od kamena pješčara, dijelom ćerpičem, a dijelom opekom. Tavanica je rađena kao drveni svod. Izvorna džamija je imala kvadratnu osnovu i otvorene sofe sa drvenim stupovima.
U osmansko-austrijskom ratu od 1716. do 1718. godine, koristili su Bijeljinci džamiju kao odbrambeni bastion, zato što nisu imali tvrđave. Bijeljina je zauzeta od Austrijanaca koji su ostali sve do Beogradskog mira 1739. godine. Džamija i hamam su tada, prema nekim izvorima, bili teško oštećeni. Nakon pada grada, bijeljinska džamija odmah pretvorena u katoličku crkvu i sve od 1718. do 1739. godine je džamija služila kao katolička crkva. Nakon beogradskog mira su Austrijanci morali vratiti Bijeljinu Osmanskom carstvu. Tada je sagrađena drvena munara i obnovljena funkcija džamije, piše Historija.info.
Godine 1893. je nova munara izgrađena, a 1912. godine je dodata još jedna šerefa i za još 10 metara povišena.
Džamija ima prostran harem u kojem su ukopavani znameniti Bijeljinci sve do početka II Svjetskog rata, kada su na velikom dijelu mezarja sagrađeni novi objekti. Tom prilikom veliki dio nišana je prenesen na periferiju grada, a dio utonuo i nestao. Turbe binbaše Sadik-bega je izmješteno u blizinu džamije 1968. godine.
Objekat Atik džamije i turbe su u potpunosti srušeni od 13. do 15. marta 1993. godine po naređenju najviših instanci rs. Kontrolisano, zbog okolnih važnih objekata. Rušiteljima je ova džamija bila smetnja, uprkos činjenici da je kao duhovna vertikala jednog naroda preživjela burna stoljeća historije ovih krajeva. Materijal je odnesen sa prostora džamijske cjeline.
Zbog historijskog značaja, Atik džamija 1950. godine proglašena je spomenikom pod zaštitom države, kao tada jedina džamija u BiH čija munara je imala dva šerefeta. Pod zaštitom države bili su nišani pored Salihbegović džamije, te turbe Sadik-age bimbaše, sagrađeno 1271. h.g. (1854/55), a 60-ih godina prošloga stoljeća premješteno pored Atik džamije.
Obnova džamije je započela 2002. godine a otvorenje obnovljene džamije obavljeno je 16. augusta 2014. godine.
Atik (Stara džamija ili Sultan Sulejmanova) džamije sa haremom i turbetom u Bijeljini, proglašena je nacionalnim spomenikom Bosne i Hercegovine.
Na svom proputovanju kroz ove krajeve, 1664. godine, osmanski putopisac Evlija Čelebija ostavio je zapis o naprednoj kasabi Bilina: “Ta se kasaba nalazi u vrlo plodnom i žitorodnom velikom polju koje obiluje travom i vodom. Ona ima pet mahala, sa pet stotina kuća lijepih, daskom pokrivenih, prizemnih i na sprat. U svakoj kući ima živa voda.
Po baščama na hiljade divnih ptičijih melodija osvježavaju ljudsku dušu i okrjepljuju čovječije zdravlje. Od svih boljih kuća ističe se veliki odžak Alipaše Čengića (Čengi zade), koji je pokriven kao rubin crvenim crijepom (ćeramidom). To je dvorac sa divanhanama i hodnicima, sobama, kuhinjom na spratu i u prizemlju, tako da mu u svoj Bosni nema ravna. U blizini tog saraja nalazi se jedan gaj u kome se ogromna stabla uzdižu do neba. U debelom hladu svakog stabla može da se napase hiljadu ovaca. Tlo mu je tako bogato zelenilom i cvijećem, kao da je zemlja obložena zelenom kadifom. Klima je prijatna i tu ima svakovrsnog voća koje je na glasu.”