Osmanlı Devletinin kuruluşundan yüz yıl sonra, Yıldırım Beyazıt döneminde 1396-1399 yılları arasında mimar Ali Neccar ‘a yaptırılmıştır. Yirmi adet kubbesiyle, Selçuklu döneminden günümüzde kadar ulaşan ulu camii tipinin en gelişmiş örneğidir. Aynı zamanda Erken Dönem Osmanlı Mimarisi çok kubbeli camileri arasında en büyük olanıdır. Açılışında ilk hutbeyi Somuncu Baba vermiştir.
Ulu Camii ‘deki en güzel sanat eserlerinden biri, Kündekari tekniği ile Antepli Hacı Mehmed bin Abdülaziz ed-Devvaki tarafından yapılan, eşsiz güzellikteki minberidir. Minber özel olarak sadece bu camii için tasarlanmış ve üretilmiştir. Minber, diğer örneklerinden farklı olarak parçalı olarak tasarlanmış, yapımından toplam olarak 6666 adet parça kullanılmıştır. Minberin yanında oyma ve kabartma sanatları ile yapılan işlemeler için yakından görülmesi gereken muhteşem resimlerle süslenmiştir. Minberin yanında yer alan şekiller, resimler ve geometrik desenler, minberin doğu yakasında güneş sistemi resmederken ve batı yakasında ise kainatı sembolize etmektedir. Enteresan olan konulardan biri güneş sistemi resmedilirken, gezegenlerin güneşe olan uzaklıkları doğru oranlarla yerleştirilmiş olmasıdır.
Bu zamana kadar camiinin birçok kısmında restorasyon çalışmaları yapılmıştır, ancak ülkemizde çoğu camiler gibi bazı dönemlerdeki yangından, depremden ve diğer afetlerden fazlasıyla etkilenmiştir. Ancak hem Osmanlı döneminde hemde günümüzde yapılan restorasyon çalışmalarıyla genel karakteristiğini koruyabilmiş ve günümüzde kadar ulaşmayı başarmıştır.
Yirmi kubbeli Ulucamii ‘nin en büyük ve ortadaki kubbesi ilk olarak açık olarak yapılmış, hem yağmur sularını toplama ve aydınlatma görevini yapması için tasarlanmıştır ancak ilerleyen zamanlarda bu kubbe tamamıyla cam ile kaplanmıştır. Bugün yağmur sularını hemen altında yer alan ve saf mermerden yapılmış olan onaltı köşeli şadırvana su doldurma görevini yerine getiremesede hala bu kubbeden camii hala aydınlatmak görevini yapmaktadır.
Caminin doğu, batı ve kuzey ceplerinden hepsinde birer şekilde üç adet kapısı bulunmaktadır. Caminin aynı zamanda iki adet minaresi bulunmakta ve minarelerinden batıya bakan kısmı ise Yıldırım Beyazıd'ın kendisi tarafından yapılmıştır.
Ulu Camii aynı zamanda Hat Sanatları müzesi gibidir. Şadırvan, duvar ve sütunlarında yer alan devasa boyutlardaki duvar yazıları, 14 farklı yazı tipiyle ve 41 hattat tarafından yazılan 192 hat levhasına ev sahipliği yapar.
Camii Hutbesinin hemen yanında ise Yavuz Sultan Selim tarafından hediye edilen Kabe Örtüsü bulunmaktadır. Mısır seferi sonrasında Kabeyi onarıma girdikten sonra, Yavuz Sultan Selim İstanbul’da bulunan Kabe örtüsünü yenilemiş, buradan çıkarılan eski kabe örtüsü ise Bursa Ulu Camiye hediye etmiştir.
Bu zamana kadar çoğu alimin uğrak yeri olan bu cami, aynı zamanda Mevlid yazarı Süleyman Çelebi’ninde imamlık yaptığı yerdir. Zamanında buraya uğramış olan Evliya Çelebi ise, Bursa Ulu Camii, Bursanın Ayasofyası olarak adlandırmıştır.
