Yapılış tarihi kesin olarak bilinmeyen yapının kitâbesindeki tarihi Mübârek Galib 825 (1422), İbrahim Hakkı Konyalı 895 (1489-90), Gönül Öney ise 865 (1460-61) olarak tesbit etmiştir. Kitâbede yapının Seyfeddin b. el-Hâc Mûsâ tarafından yaptırıldığı bildirilir. Gönül Öney caminin XV. yüzyıl yapısı olduğunu kabul etmemekte, yapıya XVII-XVIII. yüzyıl tarihlemesini yakıştırarak kitâbenin daha eski bir binadan alınıp buraya yerleştirilmiş olabileceğini ileri sürmektedir. Fakat camideki klasik döneme işaret eden ayrıntı ve süslemeler bu görüşe katılmaya imkân vermez.
Hacı Mûsâ Camii’nde kapının yanında bulunan ikinci bir kitâbe, yapının 1342 (1923-24) yılında evkaf idaresi tarafından tamir edildiğini bildirmektedir. Halen görülen üç kemerli son cemaat yerinin bu tamir sırasında ilâve edildiği kabul edilir. Buranın üstüne, üç pencereden ışık alan ve caminin mimari karakterine uymayan bir mahfil katı eklenmiştir.
Ankara’daki pek çok ibadet yeri gibi Hacı Mûsâ Camii de uzunlamasına dikdörtgen bir plana sahiptir. İki pâyeye oturan üç sivri kemerli bir son cemaat yeri ile dışa açılan bina kesme taştan bir temel üzerine kerpiçten yapılmıştır. Üstünü kiremit kaplanmış ahşap bir çatı örter. Mimarisinin sadeliğine karşı Hacı Mûsâ Camii’nin oldukça zengin tezyinat unsurları vardır.
Ahşap tavan karelere bölünmüş olup bunların köşelerindeki küçük parçaların üstleri birer çiçek motifiyle bezenmiştir. Bu pasalı tavanın kare panolarının her birinin içinde birer rozet bulunur. Tavanın etrafını ise klasik üslûpta renkli nakışlarla tezyin edilmiş bir kenar suyu çevreler. Ancak bu nakışların altında daha eskilerinin bulunduğu ve bugün görülenlerin geç bir döneme ait olduğu ileri sürülmektedir. Tavan göbeği altıgen biçiminde renkli nakışlı üç çerçeve ile sınırlanmış, içinde geçmeli daireler halinde şebeke motifi işlenmiştir. Harime açılan girişin ahşap kapı kanatları kendi türünde Türk sanatının en muhteşem örneklerindendir. Bu kanatların üst kısımlarında oyma olarak birer yazı, esas panoda ise çok girift rûmîlerden meydana gelen oyma süsleme görülür.
Caminin mihrabı alçı bezemelerle zenginleştirilmiştir. Mukarnaslı nişin içindeki panolar ve kavsaranın üstündeki yüzey klasik üslûpta kabartmalarla doldurulmuştur. Üç şeritle çerçevelenmiş mihrabın etrafında güzel bir hatla yazılmış kelime-i tevhidden başka birçok alçı kabartma motif görülür.
Hacı Mûsâ Camii’nin ahşap ve alçıdan yapılmış süslemelerinden başka son derece değerli yine ahşaptan bir de minberi vardır. Bazı parçaları, bu arada külâh kısmı yenilenmiş olmakla beraber yan kanatları ahşap geçmeli olarak yapılmış, merdiven korkulukları da oymalarla süslenmiştir. Bütün bu süslemeleri XVII-XVIII. yüzyıllara bağlamak isteyenlerin görüşlerine katılmak mümkün değildir.
Caminin, son cemaat yerinin yan duvarına bitişik olan minaresinin kürsü ile pabuç kısımları kesme taştan, gövdesi tuğladan yapılmıştır. Bunun da geç dönemlerde yenilendiği anlaşılmaktadır.
