بُني مسجد السدرة جنوب قصر الحكم الأمير خالد بن الإمام سعود بن الإمام عبدالعزيز بن الإمام محمد عندما كان أميرا الرياض عام ١٢٥٤هـ ١٨٣٨م.

وتميز مسجد السدرة عن مساجد الرياض بالتشكيل الهندسي الفريد وله مئذنه مقببه، حيث أسهم في بنائه مجموعة من المهندسين الذين قدموا من مصر في تلك الفترة، لذا تميز بنائه عن مساجد الرياض القديمة على الرغم من صغر حجمه.

كانت أسقف المسجد محمولة على عقود نصف دائرية فوق الأعمدة ذات أشكال لم تكن مستخدمة في مساجد الرياض الأخرى، وكان بجانب المسجد مدرسة درس فيها الشيخ صالح بن مفيريج والشيخ عبدالعزيز بن يحيان

و تولى إمامة المسجد الشيخ محمد بن خميس والشيخ سليمان بن رويشد والشيخ محمد بن عبدالعزيز بن عياف بن مقرن ثم الشيخ عبدالرحمن بن فارس قاضي الرياض السابق ومن أئمته أيضًا الشيخ العالم محمد بن محمود ال محمود

وتم هدم المسجد في عام ١٤٠٨ هـ ١٩٨٧م عند تطوير منطقة قصر الحكم وبني بدلاً عنه (مسجد خالد) في غرب الرياض عوضًا عن المسجد القديم.