Terrorattackerna genomfördes tätt inpå varandra i norra delen av huvudstaden direkt efter skymningsbönen. Den första attacken, där en man med sprängämnen i ett bälte tog sig mot moskébesökare för att spränga sin laddning, följdes av ytterligare en självmordsbombare.
Den andra attacken genomfördes med ett fordon fyllt med sprängämnen. Bilen körde mot de många som samlades för att hjälpa sårade efter bombdådet.
Dödstalet steg snabbt efter dåden. Dessutom skadades minst 75 personer.
Den drabbade moskén al-Mo'ayyad tillhör den Iranallierade shiamuslimska gruppen Huthi. Den har tidigare angripits av ultraradikala IS, vars jemenitiska gren tog på sig ansvaret. IS betraktar Huthi som kättare.
Att två hjälparbetare från Röda korset mördats av en gärningsman norr om Sanaa blev känt på onsdagen.
– Två av våra kollegor sköts ihjäl i sin bil när de var på väg mot Sanaa, bekräftade talespersonen Adnan Hizam.
Hjälparbetarna åkte ihop med två andra anställda, som klarade sig oskadda, i en bil som var tydligt markerad med organisationens symbol.