Ulu Cami, Bursa’nın en görkemli camisidir ve en önemli tarihi yapılarındandır. Evliya Çelebi’nin ifadesi ile Bursa’nın Ayasofya’sıdır.Ulu Camii, Osmanlı Devleti’nin dördüncü hükümdarı Yıldırım Bayezıd tarafından mimar Ali Neccar’a 1396-1399 yılları arasında yaptırılmıştır. Rivayete göre Sultan, Niğbolu Zaferi öncesinde savaşı kazanmak için Allah’a yalvarmış ve 20 cami yaptırmayı adamıştı. Zaferden sonra damadı Emir Sultan’ın önerisi ile 20 cami yerine 20 kubbeli tek bir cami yaptırmaya karar vermişti. Cami, zaferden elde edilen ganimet ile yapılacaktı. Ancak 1402’deki Ankara Savaşı’nda sultanın esir düşmesinden sonra Timur camiyi ahır olarak kullanmış, 1403 yılında Moğol Şeyhi Emir Bedrüddin yaktırmış, 1413’de Karamanoğlu Mehmet Bey’in kuşatması sırasında cami tekrar yanmıştı. Onarımı, Bayezıd’ın oğlu 1. Mehmet gerçekleştirilmiş ve cami 1421 yılında ibadete açılmıştır. 1 Mart 1855 tarihlerindeki büyük depremde 17 kubbesi çöken cami, onarım görerek 1862 yılında tekrar ibadete açılmış; 1889 yangınında da hasar görmüştür.
Caminin iki minaresi vardır. Kuzeybatı köşede yer alan cami ile birlikte Yıldırım Bayezıd döneminde inşa edilmiş; kuzeydoğudaki muhtemelen Çelebi Mehmet tarafından yaptırılmıştır.

2215 metrekare alan kaplayan Ulu Cami, her biri dörder kubbeli 5 bölümden oluşur. Hemen hemen eşit büyüklükteki 20 kubbesinin ortasındaki kubbe açık olarak yapılmıştır. Telle örtülü bu orta kubbeden giren yağmur damlaları havuzda toplanır, ışık ise camiyi aydınlatırdı. Günümüzde kubbe camekanla kaplı olduğunda yağmur suyu toplama işlevini kaybetmiş ama aydınlatma görevi devam etmektedir.

Ortadaki kubbenin altında havuzlu, 18 köşeli bir şadırvan bulunur. Ulu Cami’nin özelliklerinden birisi olan şadırvanın yapılma nedeni şöyle hikaye edilir: Cami yapımı için arazi istimlak edilirken, şadırvanın bulunduğu yerdeki toprak parçasının sahibi olan hanım, arazisini satmak istememiş ve arazi zorla alınmış. Ancak daha sonra, zorla alınan yerde namaz kılınmaz düşüncesiyle o yere şadırvan yapılmıştır. Şadırvanın 65 metrekareden ibaret olduğu düşünüldüğünde doğruluğu şüpheli bir hikayedir.

İçindeki şadırvan ve duvarlarında yer alan dev boyutlardaki yazılar , Ulu Cami’nin kendine özgü özellikleridir. Günümüzde Ulu Cami’de 21 hattat tarafından yapılmış 45 levha, 87 duvar yazısı bulunmaktadır.
Ulu Cami’nin Devaklı Abdülaziz oğlu Mehmet tarafından yapılan taç kapısı, sert ceviz ağacından hiç çivi kullanılmadan yapılmış minberindeki ağaç işçiliği birer şaheserdir. Minber, kainatı temsil eder. Üzerine güneş sistemi kabartma bir formla işlenmiştir. Gezegenler, güneşe uzaklıkları ve büyüklüklerinin oranları doğru olarak yerleştirilmiştir.

Hutbe’nin sağ tarafında yüksekçe bir yere asılan siyah örtü, Kabe kapısının örtüsüdür. Mısır Seferi’nden sonra halife olan Yavuz Sultan Selim, Mekke’de onarıma girişmiş, bu arada Kabe’nin örtüsünü İstanbul’dan gönderilen yeni örtü ile değiştirmiştir. Yavuz, eski örtüyü ise Bursa’ya getirtip Ulu Cami’ye hediye etmiş ve kendi elleri ile taşıyıp asmıştır. Saf altın iplik ile üzerine ayetler işlenmiş bu örtü, yüzyıllar boyu kararmadan kalmıştır ;ancak yapılan bazı hatalı restorasyonlar sonucu caminin rutubet alması üzerine işlemeleri dökülmüş olduğundan günümüzde ayetler ancak parlak ışık altında görülebilir.

Namaz kılma alanı bakımından Türk tarihinde yapılan en büyük camidir. (Süleymaniye, Sultanahmet gibi diğer büyük camilerin büyüklüğü duvarlarla çevrili avluları ile birliktedir. Ulu Cami ise alçak tavanlı, çok kubbeli ve sütunlu olduğu için daha küçük olduğu izlenimi verir ama gerçekte namaz kılma alanı en büyük camidir.)

Cami yapımı sırasında işçileri sürekli güldürerek yapımı geciktiren demirci ustası Kambur Bali Çelebi (Karagöz)’ün Yıldırım Bayezıd tarafından öldürtüldüğü çok sık tekrarlanan bir hikayedir. Mevlit yazarı Süleyman Çelebi ömrü boyunca Ulucami’de imamlık yapmıştır. (Türbesi Çekirge’de, mezar taşı Muradiye’de bulunmaktadır.)

Ulu Cami hakkında geliştirilen çeşitli hurafeler vardır. (Kıble duvarındaki vav işaretinin yanında Hızır Peygamber’in bulunduğu, işaretin önünde namaz kılanların her duasının kabul olunacağı; caminin kuzeybatı penceresindeki parmaklıkların Davut Peygamberin demirleri olarak tanıtılması ve o parmaklıklara yapışarak dua edilmesi gibi).