Det nye mausoleet ble påbegynt i 1389. Timur importerte byggmestere fra byer som han la øde, inkludert mosaikk-arbeidere fra Shiraz og steinhuggere og stucco-arbeidere fra Isfahan. Byggmesterne ble ledet av Khwaja Hosein Shirazi fra Iran. Tradisjonen tro har Timur Lenk selv deltatt i utformingen av strukturen, hvor han introduserte eksperimentelle romlige arrangementer, typer hvelv og kupler. Disse nyvinningene ble senere implementert i de religiøse bygningene i andre byer. Imidlertid ble mausoleet stående uferdig da Timur døde i 1405.