Третье сооружение на площади Регистан сохранившееся до наших дней – Медресе-Мечеть Тилля-Кари. В XVII веке перестроили северную сторону площади. Медресе-Мечеть Тилля-Кари строилось не менее 14-15 лет. Оно завершило формирование ансамбля Регистан, и в этом прежде всего его художественная ценность. Кроме того, в это время город не имел соборной мечети (к этому времени были разрушены мечети Биби-Ханым и Алике-Кукельташ) и строители Тилля-Кари возвели здание, совмещающее функции медресе и мечети. Мечеть расположена с западной стороны двора.

В планировке Медресе-Мечеть Тилля-Кари не повторяет другие медресе. И в этом сказался вкус, мастерство зодчих. В последние годы проведены большие работы по реставрации комплекса Тилля-Кари: укреплены портал, восстановлена облицовка, возведен купол. Во двор Тилля-Кари обращены портал Мечети и галерея с куполами на мощных восьмигранных устоях.

В интерьере мечети широко использована живопись кундаль (техника многокрасочной, с позолотой росписи на рельефном орнаменте). Рядом с михрабом (ниша, указывающая направление на Мекку) – расположен минбар – место для проповедника. Двор мечети также служит для пятничных молений. В 1979 году была завершена работа по восстановлению золочения росписи в интерьере мечети. Реставрационные работы проводились и в последующее время. Исследование памятника, решение вопросов его охраны, реставрации продолжается и сегодня. Между Медресе Шер-Дор и Медресе-Мечеть Тилля-Кари располагается монументальное мраморное надгробие – Дахма Шейбанидов, в свое время установленная над семейной усыпальницей первой узбекской династии XVI столетия.