Fethiye Camii, Atina'daki Antik Roma Agorası'nın kuzey tarafında, Rüzgar Kulesi'nin yakınında yer alır ve Yunan kaynaklarına göre Orta Bizans döneminden (8./9. yüzyıl) kalma Hristiyanlık mabedi olan bazilika kalıntıları üzerine inşa edilmiştir. Hristiyan kilisesi olan yapı, Atina Dükalığı'nın Osmanlı fethinden hemen sonra 1458 veya 1456 yılında Fatih Sultan Mehmed'in şehre yaptığı ziyaret sırasında camiye dönüştürüldüğü Yunan kaynakları tarafından iddia ediliyor. Türk tarihçi Semavi Eyice ise caminin yapım tarihinin belli olmadığını söylüyor ve caminin kiliseden çevrildiğinden bahsetmiyor. Mihrapın sadece bir parçası, 1668-1670 yılları arasında yıkılan ve bugünkü yapıyla değiştirilen camiden bugüne kalmıştır. Yeni cami, bir sundurma ve dört sütunun desteklediği bir kubbe ile taçlandırılmış büyük bir dikdörtgen ana salondan oluşmaktadır. Merkezi kubbe, her bir tarafta yarım kubbeler ve her köşede daha küçük kubbeler ile kuşatılmıştır. Sundurma, her biri küçük bir kubbeyle taçlanan, yanlardaki duvarlara ve ortadaki dört sütuna oturan beş kemerle desteklenmştir. Osmanlı döneminde, genellikle "Buğdaypazarı Camii" (Τζαμί του Σταροπάζαρου) olarak biliniyordu. Şehrin Mora Savaşı'ndaki (1687-16 Mayıs 1688) Venedik kuvvetleri tarafından kısa süreli işgali sırasında, cami Venedikliler tarafından Dionysius Areopagite'a adanmış bir Katolik kilisesine dönüştürüldü.