كان الوليد ميالا للعمارة، لذلك اهتم بإصلاح الطرق وتسهيل السبل، وقد حقق في هذا المضمار أكثر مما حققه سواه. فكتب إلى عامله في المدينة عمر بن عبد العزيز بتسهيل الثنايا وحفر الآبار، كما كتب إلى سائر الولاة بذلك. إلا أن أهم إنجازاته الداخلية ما نفذه من توسيع الحرم النبوي والجامع الأموي.

أما فيما يتعلق بالحرم النبوي فقد أمر عامله على المدينة عمر بن عبد العزيز بتوسيع بناء المسجد النبوي، وذلك بهدم بيوت أزواج النبي وإدخالها في المسجد وأن يشتري الدور الواقعة حوله فيزيدها فيه ليتسع ويكون مائتي ذراع في مثلها، ومن أبى فليقوم داره قيمة عدل وتهدم ويدفع إليه ثمنها، وأرسل إليه العمال والبنائين من الشام.

ونفذ عمر قرار الخليفة، فأدخل في المسجد جميع حجر أزواج النبي ولم يبق غير حجر عائشة الذي يحوي القبور الثلاثة. وكان من رأي أهل المدينة ألا تدخل في المسجد مخافة أن يستقبلها بعض المسلمين في صلاتهم فيشبهونها بالكعبة. وهدى التفكير عمر أن يثلث جهتها الشمالية حتى تنتهي بزاوية بحيث لا يمكن استقبالها، فأضحى شكل الحجرة محمسا، ودخلت بذلك حجرة عائشة في المسجد.

وبنى الوليد الجامع الأموي بين أعوام (88-96ه/ 707-715م) وكان أول من اختطه أبو عبيدة بن الجراح وقد تأنق في بنائه حتى ذكر أنه أنفق على عمارته خراج دولته سبع سنين. وجيء بالصناع والفنانين من الهند وفارس والقسطنطينية ومصر والمغرب، واستخدم في بنائه اثني عشر ألف عامل، فكان أفخم بناء في بلاد المسلمين لا يضارعه بناء غيره، كما اعتبر من آيات الفن العربي.

وقد أعجب كل من المهدي والمأمون، من الخلفاء العباسيين بهذا الطراز من البناء. فعندما دخل الخليفة العباسي المهدي مدينة دمشق في طريقة إلى بيت المقدس أعجب بمسجدها وقال لكاتبه: "سبقنا بنو أمية بثلاث: بهذا المسجد لا أعلم على وجه الأرض مثله، وبنبل الموالي، وبعمر بن عبد العزيز، لا يكون والله فينا مثله أبداً.

ولما دخل الخليفة المأمون دمشق ونظر إلى جامعها وكان معه أخوه المعتصم وقاضيه يحي بن أكثم، قال: "ما أعجب ما فيه" فقال أخوه: هذه الأذهاب التي فيه"، وقال يحيى: "الرخام وهذه العقد"، فقال المأمون: "إني إنما أعجب من حسن بنيانه على غير مثال متقدم".

وحسن الوليد مدينة دمشق وأوصل الماء إلى كل بيت من البيوت الكبيرة فيها عبر أقنية من نهر بردي.