آزادخلیلی: تاریخ‌نگاران قدمتش را ۴۲۵هجری‌قمری نوشته‌اند و به اعتبار همین قدمت معتقدند این مسجد، قدیمی‌ترین مسجد مشهد و نخستین بنایی است که پس از روضه منوره ساخته شده است. کهن‌ترین مکتوبی که در آن از مسجد بالاسر نام برده شده، کتاب «تاریخ بیهقی» است. بیهقی در جریان فوت ابوالحسن عراقی می‌نویسد: «... و به نوقان رفتم و تربت رضا رضی‌الله عنه را زیارت کردم. گور عراقی را دیدم. در مسجدِ آنجا که مشهد است در طاقی پنج گز از زمین تا سقف و او را زیارت کردم...».
یکی دیگر از منابعی که گزارشی از این بنا در آن دیده می‌شود، سفرنامه ابن‌بطوطه مغربی است که در نیمه اول سده هشتم نوشته شده است. ابن‌بطوطه می‌نویسد: «... مشهد امام‌رضا(ع) به بزرگی (بسیار مورد احترام) دارد، قبر امام در داخل زاویه‌ای است که مدرسه و مسجدی در کنار آن وجود دارد». منابع مختلف دوره قاجار نیز به مسجد بالاسر و کتیبه‌ها و تزئینات آن اشاره کرده‌اند که مهم‌ترین آن‌ها سفرنامه سدیدالسلطنه و مطلع‌الشمس از اعتمادالسلطنه است که به تفصیل مسجد بالاسر را توصیف کرده‌اند.
این بنا که در حال حاضر در غرب ضریح جای گرفته، به رواق دارالسیاده وصل است. معمولاً زائران برای خواندن نماز و ادعیه به این قسمت می‌روند. هرچند این مسجد وسعت چندانی ندارد و دارای ابعادی به طول ۸ متر و عرض ۴/۵ و با ارتفاعی حدود ۱۰متر است اما یکی از مشهورترین قسمت‌های حرم مطهر رضوی است. مسجد بالاسر به‌وسیله طاقی که درمیان آن دو ستون به ابعاد ۸۰ در یک متر قرار دارد، به زیر گنبد مطهر متصل می‌شود و مانند سایر قسمت‌های حرم دارای کفپوشی از سنگ مرمر است و با کاشی‌های شش‌ضلعی الوان تزئین شده و دو کتیبه بسیار زیبا دارد. بالای ازاره این بنا، کتیبه‌ای با خط ثلث آبی روی زمینه اسلیمی از کاشی زرین فام قرار دارد که معروف به کتیبه سلطان سنجر است. زیر کتیبه سنجری به‌جای این ازاره و کتیبه، کتیبه دیگری است که در آن سوره مبارکه واقعه آمده است. بالای این کتیبه نیز کتیبه دیگری می‌بینیم به خط نستعلیق که آن را روی سنگ‌های مرمر حجاری کرده‌اند.
روی این کتیبه، قصیده‌ای از قاسم رسا، ملک‌الشعرای آستان قدس حک شده که مطلع آن این است: «بیا که مظهر آیات کبریا اینجاست/ بیا که تربت سلطان دین، رضا اینجاست». تعداد کتیبه‌های این مسجد در این‌ها خلاصه نمی‌شود و می‌توان چند کتیبه دیگر را که مضمون آن‌ها، آیات سوره‌های اسرا، توحید، حشر، فجر، زمر، حدید، کوثر، قدر و شعری از دعبل خزاعی هستند، به تماشا نشست.
همچنین در بالای طاق این مسجد که به حرم مطهر نیز متصل است، دو بیت از دعبل خزاعی شاعر مشهور اهل بیت(ع) به چشم می‌خورد. این مسجد محرابی هم داشته که در تعمیرات سال‌های ۱۳۴۲ تا ۱۳۴۴ ه. ش برداشته و به موزه آستان قدس منتقل شده است.
در روایات و احادیث درباره فضیلت زیارت و دعا در بالاسر مبارک حضرت رضا(ع) مطالب زیادی نقل شده است؛ ازجمله صقر بن دلف می‌گوید: «از سرورم امام هادی(ع) شنیدم که فرمود: هر که به درگاه خداوند نیازی دارد، قبر جدم امام رضا(ع) در توس را بدین سان زیارت کند که نخست غسل کند، در بالاسر دو رکعت نماز گزارد و در قنوت حاجت خویش را بر زبان آورد... اگر در خواسته‌اش معصیت یا بریدن از خویشان نباشد، مستجاب خواهد شد...».