Ulu cami, Karamanoğlu II. Mehmet Bey zamanında (1408–1409) başlamıştır. Oğlu II. İbrahim Bey zamanında (1424–1463) tamamlanmıştır. Caminin mimarı Mehmet Firuz Bey’dir. Cami 1482–1483 ve son zamanlarda birkaç defa tamir görmüştür. Bu tamirler günümüze kadar devam ederek gelmiş, Cami ile birlikte sık sık çevre düzenlemesi de yapıldığından, Merdivenle çıkılarak girilen camiye inilerek girilmeye başlanmıştır. Buda çevresinin dolgularla doldurulduğunu göstermektedir. 2006 yılında yapılan yeni çalışma ile cami gövdesi eski haline dönüştürülmüştür.

Ulu Caminin duvarları kesme taşla yapılmıştır. Cami planı beş sahinli, yatık dikdörtgendir. Cami porteli Anadolu Selçuklu Beylerinin tipik süslemeleri ile bezelidir. Cami minberi abanoz ağacından, Selçuklu ağaç işçiliğinin bir şah eseridir. Nuştekimli Cemali adlı bir usta tarafından yapılmış, minber kitabesinde 1. Mesut zamanında yapıldığı yazılıdır. Caminin minaresi ise 1925’de yapılmıştır. Çoğu kimse minarenin cami ile birlikte yapıldığını zanneder. Minare caminin Güneybatı köşesinde yer alır.

Ulu caminin iç ve dış bölgelerinde çatlak ve dökülmeler meydana gelirken, üst kısmında da açılmalar olmuştur. Bu aksaklıkların giderilmesi ve Ulu caminin daha uzun yaşatılabilmesi için 2000 yılları içerisinde vakıflar tarafından sık sık tadilata alınmıştır. Bundan dolayı da sık sık cami ibadete kapatılmıştır. Belediye tarafından yapılan çevre düzenlemesi ise halen devam etmektedir. Ulu Cami adı ile ülkemizin birçok yöresinde Selçuklu eseri mevcuttur. Mimarının aynı isimleri verdiği söylenir.