Didymoteicho merkezindeki meydanda, Bizans şehri Didymoteicho'nun bulunduğu tepenin dibinde, Yunanistan'daki en görkemli Osmanlı camilerinden biri olan Bayezid Camii yer almaktadır. Kalenin ana kapısına giden yol boyunca inşa edilmiş olan bu yapı, surların dışında gelişen Osmanlı yerleşiminin odak noktası haline gelmiştir. Türk seyyah Evliya Çelebi'nin kaydettiği, 16. yüzyıla kadar uzanan rivayetlere göre, inşaat Sultan Yıldırım Bayezid döneminde başlamış ancak Küçük Asya'daki Moğol istilalarının neden olduğu iç zorluklar nedeniyle yarım bırakılmıştır. Ana girişin üzerindeki bir kitabede caminin Bayezid'in oğlu Sultan I. Mehmed tarafından yaptırıldığı belirtilmektedir. Caminin açılışı MS 1420 yılının Mart ayında yapılmıştır. Yan girişin üzerinde yer alan bir başka kitabe, inşaatın Dimetoka Kadısı Seyyid Ali tarafından denetlendiğini, Doğan bin Abdullah tarafından yaptırıldığını ve mimarının İvaz bin Bayezid olduğunu ortaya koymaktadır. Bu da caminin I. Mehmed döneminde (1413-1421) inşa edildiğini doğrulamaktadır ki bu zaman dilimi dendrokronoloji (1418) ile de desteklenmektedir. Cami, yaklaşık 2,5 metre kalınlığında çevre duvarları olan dikdörtgen bir yapıdır. İçeride, dört büyük payanda, dört uzun alanla çevrili merkezi bir meydanı çevrelemektedir. Geniş iç mekân, biri zemin seviyesinde diğeri daha yukarıda olmak üzere iki sıra pencere ile aydınlatılmaktadır. Güney tarafındaki ana giriş, diğer kısımlarda sağlam ve bütün halinde ilerleyen dış cepheyi bölen etkileyici bir taç kapı ile çevrilidir. Doğu ve batı taraflarında yan girişler yer almaktadır. Güneydoğu köşesinde, binanın ayak izine entegre edilmiş ancak ayrı bir dış girişi olan zarif ve yüksek minare yükselmektedir. 1913'te Türkler Dimetoka'yı geri aldıklarında, başlangıçta tek şerefeli olarak inşa edilen minarenin hasar gören üst bölümünü yeniden inşa ederek ilkinin üzerine ikinci bir şerefeyi eklemiştir. Caminin yapımında, titizlikle hizalanmış sıralar halinde döşeli ince kesilmiş gözenekli taşlarla kaplı dökme beton duvarlar kullanılmıştır. Cephede bu teknik daha gevşek bir yığma tarzıyla birlikte kullanılmıştır. Günümüzde bu anıt, orijinal tasarımın yerini alan eğimli ahşap bir çatı ile örtülüdür. Zemin planı ve duvar kalınlıkları, caminin giriş ekseni boyunca iki merkezi kubbe ve her iki yanında iki küçük kubbe ile tonozlu bir tavana sahip olmasının amaçlandığını göstermektedir. Cephede ayrıca üç küçük kubbeyle örtülü bir revak planına işaret eden çıkıntılar mevcuttur. Ancak muhtemelen Sultan'ın vefatı nedeniyle orijinal tasarımdan vazgeçilmesinin ardından, cesur tasarımı ve işçiliğiyle göz dolduran ahşap bir yapı tercih edilmiştir. İçeride, merkezi alanda, çatının ahşap çerçevesiyle dikkatlice birleştirilen ve aşağı uzanan küçük ahşap panellerden yapılmış dekoratif bir kubbe bulunmaktadır. Güney duvarında, mihrabın (dua için niş) üzerinde, zarif binaları, titiz detayları ve canlı renkleriyle karakterize edilen bir 'cennet şehri' tasviri günümüze ulaşmıştır. Diğer duvarlar kaligrafik yazılar, Kuran'dan ayetler ve sözler, dualar ve kutsal isimlerin niyazlarıyla süslenmiştir.