Pada tahun 2017, dilakukan rehabilitasi total untuk memperkuat struktur bangunan dan memperindah arsitekturnya. Rencana pembangunan ulang ini dimulai dengan peletakan batu pertama pada 7 Agustus 2017 oleh Gubernur Aceh saat itu, Drh Irwandi Yusuf, setelah pelantikan Bupati dan Wakil Bupati Bireuen periode 2017-2022. Desain baru masjid ini merupakan perpaduan antara arsitektur Maroko dan Nigeria, dengan tujuan menjadikannya salah satu masjid terindah di Aceh.
Pada tahun 2020, pembangunan kubah utama masjid mulai dilaksanakan. Masjid ini dirancang memiliki lima kubah: satu kubah utama di tengah dan empat kubah kecil di sekelilingnya. Pemasangan rangka dua dari empat kubah kecil telah selesai pada saat itu.
Pada tahun 2023, pembangunan menara masjid mencapai 80 persen penyelesaian. Dua menara tersebut direncanakan memiliki tinggi 42 meter dan membutuhkan anggaran sekitar Rp2,4 miliar. Ketua Panitia Pembangunan Masjid Besar Peusangan, H. Mukhlis, menyatakan bahwa pembangunan menara tersebut diharapkan selesai dalam waktu dekat.
Selain sebagai tempat ibadah, Masjid Besar Peusangan juga berfungsi sebagai pusat kegiatan keagamaan dan sosial bagi masyarakat sekitar. Keberadaannya mencerminkan semangat gotong royong dan dedikasi masyarakat Peusangan dalam memelihara dan mengembangkan sarana ibadah yang representatif.
