Bursa kent merkezinde, Atatürk Caddesi üzerindedir.
Çok ayaklı cami şemasının en klasik ve anıtsal örneği sayılır. I. Bayezid tarafından 1396-1400 yılları arasında yaptırılmıştır. Dikdörtgen planlı cami yaklaşık 68m * 59m boyutlarında olup 20 kubbe ile örtülüdür. Sekizgen kasnaklara oturan kubbeler mihrap duvarına dik beş sıra halinde dizilmiştir. Kasnaklar mihrap ekseni üzerindekiler en yüksek olmak üzere, yanlara doğru gidildikçe her sırada daha alçak düzenlenmiştir. Düzgün kesme taşlarla inşa edilmişkalın beden duvarlarının masif etkisini hafifletmek için cephelerde her kubbe sırası hizasına gelmek üzere sağır sivri kemerler yapılmıştır. Her kemerin içinde iki sıra halinde ikişer pencere yer alır. Bunların gerek biçimleri, gerek boyutları her cephede farklıdır. Son cemaat yeri bulunmayan yapının kuzey cephesinde, köşelerde iki minare vardır. Minarelerin ikisi de beden duvarına oturmaz, yerden başlar. Batı köşesindeki minare I. Bayezid tarafından yaptırılmıştır. Sekizgen biçimli kürsüsü bütünüyle mermerden, gövdesi tuğladandır. I. Mehmet'in yaptırdığı söylenen doğu köşesindeki kare kürsülü minare, caminin beden duvarından da 1 m kadar ayrıktır. Şerefeler her iki minarede de aynı olup tuğlalı mukarnaslarla bezelidir. Kurşun kaplı külahlar 1889'daki yangında ortadan kalkınca, bugünkü boğumlu taş külahlar yapılmıştır.
Türk islam dünyasının en eski camilerinden birisi ulu camiidir. Ulucami kapalı namaz kılma alanı bakımından Türk Tarihinde yapılan en büyük camidir. Hemen aklınıza Süleymaniye, Sultan Ahmet gelebilir. Fakat o camilerin büyüklüğü duvarlarla çevrili avlu alanlarıyla birliktedir. Ayrıca o camiler tek ve çok yüksek bir kubbe ile örtülü olduğundan çok geniş bir bir alanı varmış izlenimi verir. Bursa Ulucami ise çok kubbeli ve alçak tavanlıdır. İçinde bulunan çok sayıdaki sütun yüzünden de daha ufakmış gibi hissetmemize neden olabilse de Türk tarihinin en büyük camiisi halen Bursa Ulucami'dir.
Minber bütünüyle kainatı sembolize ediyor. Minberin giriş kapısının üzerindeki kitabede altın yaldızla Osmanlıca olarak, 'Yıldırım Beyazıt Han tarafından hicri 804 (miladı 1402) yılında yaptırılmıştır' ibaresi yer alıyor. Sarmaşık motifleriyle süslü olan tırabzanların sağ çıkış ikinci kolonu üzerinde süsleme motifine uygun sülüs tarzda yazılmış, Devaklı Abdülaziz oğlu Mehmet işi ibaresi dikkat çekiyor. Sanatkarın bu imzası son yıllarda fark edildi. Minberin doğu cephesinde, biri dar dikdörtgen, diğeri alanı daha geniş üçgen biçiminde, bir diğeri en altta şerit halinde uzanan taşıyıcı dolap serisi banko olmak üzere birbirine bitişik üç kompozisyon alanı bulunuyor. Üçgen ve dikdörtgen yüze ikisi birlikte Güneş Sistemi'nin kabartma formlarla işlendiği bir alan var. Gezegenlerin her biri yörünge hareketleriyle birlikte küresel kabartma motifler halinde Güneş'e olan uzaklık ve aralarındaki büyüklük karşılaştırmaları da verilerek olması gereken yerlerde.
Bursa ulucami diğer camilerden ayıran diğer bir özellik ise caminin tam ortasında şadırvanın olması.
