La Gran Mezquita fue construida por Yıldırım Bayezid entre 1396 y 1399. Tras la victoria en Nicópolis en 1396, Yıldırım Bayezid quiso construir 20 mezquitas en Bursa, pero a sugerencia del emir Sultán, su yerno y uno de los principales eruditos de la época, construyó sólo una, la "Ulu Cami" o Gran Mezquita, cubriéndola con 20 cúpulas.

Esta mezquita se convirtió en el mayor ejemplo de arquitectura otomana con varias cúpulas. Según los eruditos de la época, la gran mezquita es el quinto lugar sagrado del Islam (después de La Meca, Medina, Jerusalén y Damasco). La gran mezquita tiene planta rectangular. Tiene tres puertas, una en la fachada oriental, otra en la occidental y otra en la septentrional. La puerta de la fachada norte es más majestuosa que las demás. Está hecha de mármol.

La mezquita está cubierta por 20 cúpulas de 11 m de diámetro cada una. Se asientan sobre arcos y pechinas, que interconectan los doce pilares macizos de planta cuadrada con los gruesos muros principales. La cúpula de la sección central de esta mezquita está cubierta con un acristalamiento. Bajo ella hay una gran fuente de abluciones con 16 esquinas.

El interior de esta mezquita está decorado con 129 escritos, algunos de ellos de famosos calígrafos como Abdulfettah Efendi, Mustafa Izzet Efendi, Sami Efendi y Shefik Efendi. Estos escritos se presentan como auténticos ejemplos de caligrafía. Hay copias de Asma-ul Husna, los 99 nombres de Allah, escritas con letra "celi sulus" y "kufi" por todos estos pilares. Además, hay una escritura caligráfica del sultán Mahmud II.

El púlpito de esta mezquita está hecho con la técnica "kundekari", sin usar clavos ni otros elementos de unión. Por ello, tiene el carácter de una obra de arte. Fue construido por Hadji Muhammed bin Abdulaziz bin Ibnud-Devaki. Los relieves de los lados oriental y occidental del púlpito representan el sistema solar y la Vía Láctea, respectivamente. Además, el epitafio de la puerta del púlpito indica que la mezquita se terminó en 1399 por orden de Yıldırım Bayezid.