К юго-западу от мечети расположена гробница Хана Шах-Али, построенная в 1556 году, еще при жизни султана – один из редчайших памятников мусульманской культуры в России.
Среди деревьев стоит небольшое по нынешним временам каменное строение в форме прямоугольника. Над дверью, которая ведет в усыпальницу, вмазана каменная доска с надписью на арабском языке. Исследователь Вельяминов-Зернов, изучавший в 19-м веке надписи на остатках надгробий мавзолея, установил, что в нем захоронены сам Шах-Али, его любимая жена Булак-Шад и шесть родственников. Девятая же могильная плита оказалась безымянной…
Есть мнение, что в мавзолее Шах-Али в Касимове под безымянным камнем захоронена царица Сююмбике.