Stesen LRT STAR (kini Laluan Ampang dan Sri Petaling) Masjid Jamek dibuka pada 16 Disember 1996 sebagai sebahagian daripada fasa pertama Laluan STAR diantara stesen Ampang dan stesen Sultan Ismail.[1][2] Stesen ini dibina sepanjang Jalan Tun Perak yang juga merentasi Sungai Klang dimana platform stesen terletak di atas Jalan Tun Perak manakala kaunter tiket dan pagar tambang terletak di aras tanah. Stesen ini mempunyai sebuah kaunter tiket bagi setiap platform dimana kedua-dua kaunter ini serta pagar tambang berada di kedua-dua belah Jalan Tun Perak, dan tidak dihubungkan.

Stesen LRT PUTRA (bahagian Laluan Kelana Jaya) dibuka pada 1 Jun 1999 sebagai sebahagian daripada segmen kedua Laluan PUTRA diantara stesen ini dan stesen Gombak.[3][2] Stesen ini dibina di persimpangan Jalan Tun Perak dan Jalan Melaka, berhampiran tebing barat Sungai Klang.

Walaupun stesen ini dipanggil sebagai stesen pertukaran, sehingga 28 November 2011, dari pandangan operasi terdapat dua stesen Masjid Jamek: Laluan Ampang dan Sri Petaling (LRT STAR) berkhidmat di stesen bertingkat Masjid Jamek manakala Laluan Kelana Jaya (LRT PUTRA) berkhidmat di stesen bawah tanah Masjid Jamek. Hal ini kerana setiap LRT mempunyai sistem tiket sendiri yang tidak disepadukan dengan sistem lain. Sehingga November 2011, penumpang perlu keluar dari satu sistem dan membeli tiket baharu sebelum memasuki sistem lain jika ingin bertukar laluan di stesen ini.[4]

Apabila Prasarana Malaysia mengambil alih kedua-dua laluan LRT STAR dan LRT PUTRA, pelan mula dirangka bagi menghubungkan kedua-dua sistem ini yang ketika pengambilalihan menggunakan sistem tiket berbeza. Pembinaan sebuah bagunan yang menempatkan kedua-dua ruang berbayar LRT, dinamakan Plaza Masjid Jamek, bermula 1 November 2006 dan dibuka pada awam pada November 2008.[2] Namun begitu, kedua-dua sistem masih menggunakan sistem tiket yang berbeza dimana para penumpang yang ingin bertukar laluan di stesen ini perlu membeli tiket baharu bagi meneruskan perjalanan. Penyatupaduan sistem tiket siap pada 28 November 2011, membolehkan penumpang bertukar laluan di stesen ini dengan tiket yang sama.[4]