Ulu Cami olarak bilinmekle beraber,değişik kaynaklarda Cami-i Kebir veya Sultan Cami olarak da anılmaktadır.
H.530/M.1135 tarihinde,Danişmentli hükümdarı Melik Mehmet Gazi tarafından yaptırılmıştır.Caminin kuzeye açılan kapısının yanındaki kitabe ise bir onarım kitabesidir. Melik Mehmet Gazi’nin yeğenlerinden olan Yağıbasanoğlu, Muzaffereddin Mahmud tarafından,1206 yılında onartılmıştır. Aynı şahsın kızı olan,Atsuz Elti Hatun da Gülük Camii’ni aynı dönemde onartmıştır.Abidenin bu gün taşıdığı tek kitabe olan onarım kitabesi kuzey duvarın dış yüzüne, kapının yakınına konulmuştur.Onarım kitabesinde şu ifadeler yer almaktadır:"Bu cami,Kılıçaslan oğlu,büyük Sultan Keyhusrev devrinde - Allah onun yardımını yüceltsin- H.602/M.1206 yılında Yağıbasanoğlu,Muzaffereddin Mahmud tarafından onarılmıştır.” 

Ulu Cami,1716 yılında meydana gelen büyük depremden zarar görmüş,5-6 yıl gibi bir süre harap halde kullanılmadan kaldıktan sonra,1723 yılında Matbah-ı Amire Emini (Saray mutfak sorumlusu) Kayserili Hacı Halil Efendi tarafından onartılmıştır.Bu onarımda,minarenin yıkılan külâh kısmı da yenilenmiş,çöken kubbesi ve minareleri de onartılmıştır.
Yaklaşık 30m x 50 m. bir tabana oturan cami dış görünüşüyle oldukça sadedir.
İçerisinde kullanılan Roma ve Bizans mimarilerine ait sütunlardan dolayı,eski bir kiliseden veya saraydan dönüştürüldüğü düşünülmekle beraber,mimarı plânı ve sivri kemer uygulamaları ile İslâm mimarisine özgü bir eserdir. İçeride kullanılan sütûn gibi mimari elemanların kullanımı da birçok camide görülebilmektedir.
Ulu caminin ebatları,uzunluğu 47,5 metre ve genişliği ise 27 metredir.Caminin iki kubbesi vardır.Biri mihrabın önünde, diğeri ortaya inşa edilmiştir.Dikdörtgen şeklinde dört penceresi olan mihrap kubbesinin cami ile beraber yapıldığı düşünülmektedir.Ancak,orta kubbe büyük bir ihtimalle  sonradan eklenmiştir...