1395-1399 yılları arasında Yıldırım Bayezid tarafından Bursa‘da yaptırılan cami, Bursa’daki mimari eserlerin en büyüğüdür. Cami Kapısının üzerinde İvaz Paşa’nın adı bulunmaktadır.

Paye ve sütunlu olan düz çatı ile örülen Selçuklu Camii’lerinin kubbeli düzene çevrilmiş ilk örneklerindendir. 56×68 m boyutlarındadır. 12 Paye ile, 5 nefe bölünmüştür. 20 kubbesi vardır.

Üzeri açık kubbenin altında bir şadırvan vardır. Şadırvanın çevresinde Kur’an okumak için ayrılmış sofalar vardır.

Üzeri kabartma kıvrık dallarla süslenmiş ve ceviz ağacından yapılmış sekiz köşeli küçük çerçevelerin birleştirilmesiyle meydana gelen mimberin sağ kanadında, yapan ustanın adı (Elhac Mehmed Abdülaziz İbni Dakira) yazılmıştır. Ön cephenin iki köşesinde birer minare vardır.

Tamamı ile kesme taştan, çok kalın ve yüksek duvarlarla on iki ağır dört köşeli paye üzerine pandantiflerle, yirmi kubbeli olarak yaptırılmıştır. Çok kubbeli camilerin en klasik ve abidevi örneğidir. Zengin ve ferah mekanı ile bütün Türk camileri arasında en büyük ölçüye de sahiptir (318 m²). İki minaresi olan caminin son cemaat yeri yoktur. Uzun dikdörtgen mihrap skalâktitli ve köşeleri kum saatlidir. Mihrabın sağında ceviz ağacından oyma kitabeli ahşap minber yer almaktadır. Minber, Manisa Ulu Cami’nin minberini yapan Antepli Hacı Mehmed Bin Abdülaziz İbn El Huki’nin eseridir. Rumi ve palmetlerle ince işlenmiş küçük geçme panolar, geometrik örnekli korkuluk şebekeleri, ön cephesindeki kitabe ve şebekeli tacı ile bu minber Selçuklu üslubundan Osmanlı üslubuna geçişin şaheseridir.

Duvarları kesme taştan yapılmış olan caminin üç büyük giriş kapısı vardır. Yanlardan ortaya doğru çapları genişleyen ve yükselen kubbelerden,orta eksenin ikinci kubbesinin üstü, aydınlık feneri, camekan olarak açık bırakılmış, bunun altına çanaklı fıskiyeden dökülen sularla dolan 16 köşeli havuzun bulunduğu şadırvan yerleştirilmiştir.

Şadırvanın yapımı ile ilgili rivayete göre; Ulu Cami’nin yapımı için bazı yerlerin kamulaştırılması gerekir. Şu anda Şadırvanın bulunduğu yer ise bir Musevi kadına aittir. Arazisini vermek istemeyen Musevi kadın bir gece rüyasında tüm insanların aynı yöne koştuklarını görür. Merakla nereye gittiklerini sorar “Cennete” cevabını alır. O da koşmak ister ama arazisini vermediği için ona engel olurlar. Bu rüyadan çok etkilenen Musevi kadın ertesi gün arazisini, Şadırvan yapılması koşulu ile verir.
Caminin inşası sırasında nakit zorluğu çekilip yarım bırakılınca Hristiyan ve Musevi Cemaatler maddi katkıda bulunmuş, bunun üzerine Müslümanlar da şükranlarını belirtmek için David’in Yıldızı ve Haç işaretlerinin oyulduğu taşları caminin pencereleri üzerinde kullanmışlardır.