Služila je kao crkva sve do Beogradskog mira 1739. godine, kada je Austro-Ugarska Bijeljinu morali vratiti Osmanskom carstvu. Atik džamiji je tada vraćena prvobitna namjena, da služi vjernicima muslimanima, a izgrađena je drvena munara. Krajem 19. stoljeća izgrađena je nova munara, koja je 1912. godine povišena za deset metara i dodato joj je još jedno šerefe.

Atik džamija najstarija je džamija u Bijeljini. U pisanim izvorima zabilježeno je ime njenog vakifa, tadašnjeg osmanskog sultana Sulejmana, zbog čega je i nazvana Carska džamija, a neki su je zvali i Sulejmanija. Građena je između 1520. i 1566. godine. U gotovo pet stoljeća postojanja ova je džamija postala simbolom otpora, borbe, stradanja i obnove.

U tursko-austrijskom ratu od 1716. do 1718. godine bijeljinski su Bošnjaci Atik džamiju koristili kao bastion odbrane jer nisu imali kule, tvrđave, niti nekog drugog vojnog uporišta iz kojega su mogli djelovati prema napadaču, a ravničarski bijeljinski kraj dodatno je otežavao odbranu. Džamija je u borbama bila teško oštećena, a nakon što je pala u ruke neprijatelja pretvorena je u katoličku crkvu.

Služila je kao crkva sve do Beogradskog mira 1739. godine, kada su Habsburgovci Bijeljinu morali vratiti Osmanskom carstvu. Atik džamiji tada je vraćena prvobitna namjena, da služi vjernicima muslimanima, a izgrađena je drvena munara. Krajem 19. stoljeća izgrađena je nova munara, koja je 1912. godine povišena za deset metara i dodato joj je još jedno šerefe.

Na ulazu džamije stajao je natpis o njenoj obnovi 1893. godine. Krupnim neshi pismom bio je isklesan sljedeći tekst: “Ova časna Sultan Sulejmanova džamija obnovljena je 1311. h.g.” Prilikom nivelacije džamijskog harema pred početak Drugog svjetskog rata nišani oko džamije zatrpani su ili uništeni, a ostao je samo mali dio na južnoj strani.

Na širem prostoru mezarja nakon rata su sagrađeni novi objekti, a komunističke su vlasti zabranile ukopavanje u džamijskom mezarju. U blizini Atik džamije, u staroj čaršiji Bijeljine, nalazilo se turbe binbaše Sadik-age, za kojeg neki kažu da je pao kao šehid braneći Bosnu na Savi od Eugena Savojskog.

U drugoj godini velikosrpske oružane agresije na Republiku Bosnu i Hercegovinu džamija i turbe zbrisani su s lica zemlje. Zbog okolnih objekata Atik džamija je rušena tri dana, kontrolirano, a cijeli process rušenja završen je 13. marta 1993. godine. Materijal je u cijelosti odnesen s prostora džamijske cjeline.

Zbog svog historijkog značaja Atik džamija je još 1950. godine proglašena spomenikom pod zaštitom države, kao tada jedina džamija s dva šerefeta u Bosni i Hercegovinu. Preživjela je burna stoljeća ovih krajeva, ali je rušitelji nisu mogli gledati jer je predstavljala simbol bošnjačke duhovnosti.

Državna komisija za očuvanje nacionalnih spomenika Bosne i Hercegovine je mjesto gdje je bila džamija i njene ostatke proglasila nacionalnim spomenikom. Obnova džamije započela je 2002, a ponovo je zvanično otvorena 16. augusta 2014. godine.

Džamija je bila puna dragocjenosti, materijalne i duhovne prirode, među kojima je poseban bio rukopis Kur’ana star približno četiri stoljeća, drugi stari kitabi i rukopisi, zatim skupocjeni ćilimi, serdžade. Nažalost, nijedna dragocjenost iz Atik džamije nije sačuvana. Rušitelji su sve ostatke prevezli na do danas nepoznatu lokaciju.