Proses pembangunan Masjid Agung Natuna direncanakan sejak tanggal 13 Agustus 2006, sejak Bupati Kabupaten Natuna masih dipegang Daeng Rusnadi.
Setelah melalui proses perencanaan yang disesuaikan dengan arti filosofi dari pembangunan Masjid Raya dan Komplek Gerbang Utaraku, proses pembangunan fisik dimulai dengan peletakan batu pertama pada 4 Mei 2007.
Di sekitar kompleks NGU dan sekeliling masjid saat ini diisi oleh kantor-kantor Satuan Kerja Perangkat Daerah (SKPD) Kabupaten Natuna. Pada awalnya bahkan direncanakan berdiri pusat perekonomian, pasar, terminal, Asrama STAI, Gedung Olah raga, dan lainnya sebagainya.