Arsitektur masjid ini justru terpengaruh oleh corak Timur Tengah, India, dan Eropa. Sekilas tampak ada kemiripan dengan Masjid Raya Baiturrahman Banda Aceh, terutama bentuk berandanya yang dipertahankan hingga kini.
Renovasi selanjutnya dilakukan pada 1985. Masjid mengalami perluasan. Kemudian pada 2004 dilakukan renovasi total terhadap bangunan Masjid Agung Tuban oleh pemerintah Kabupaten Tuban. Renovasi yang dilakukan kali ini meliputi pengembangan satu lantai menjadi tiga lantai, menambah sayap kiri dan kanannya dengan mengadopsi arsitektur bangunan berbagai masjid terkenal di dunia.
Disertai juga penambahan enam menara masjid dengan luas keseluruhan mencapai 3.565 meter persegi. Renovasi terakhir diperkirakan menelan biaya sekitar Rp 17,5 miliar dan saat ini menjadi salah satu masjid terindah di Jawa Timur.
(Khafid Mardiyansyah)