Karamanoğlu Cami adıyla da bilinen Ulu Cami, yığma bir tepe üzerinde bulunmaktadır.
1408-1409 yıllarında Karamanoğlu Mehmet Bey tarafından Mimar Mehmet Firuz Bey'e yaptırılmıştır.
İpek Yolu'nda kervansaray olarak hizmet vermesi düşünülerek 1408 yılında yapımına başlanan ve 1409 yılında inşası tamamlanınca cami olarak hizmete giren Karamanoğlu Ulu Camii, aradan geçen 613 yıla rağmen hala Selçuklu mimarisinin ihtişamını gözler önüne seriyor.
Anadolu Selçuklu Beyliklerinin tipik süslemeleri ile bezenmiş batı portali ile iç mekana ve doğu kale duvarlarına girilen, diğer yanda sağlam payandalarla desteklenen cami, yatık dikdörtgen bir plana sahiptir.
Yapıldığı dönemden bugüne kadar dört defa tadilat gören Ulu Cami, yığma bir tepe üzerine temelsiz olarak inşa edilince her tadilatta kaymalara karşı önlemler alındı.
Bugünkü minaresi 1925'te yapıldı.
Cumhuriyet döneminde üç kez tadilata giren Ulu Cami, son olarak 2004-2006 yılları arasında 2 yıl ibadete kapatılarak temele kavuştu.
2 yıl boyunca ibadete kapalı olarak gerçekleştirilen tadilatta 30 bin torba beton ile desteklenen Karamanoğlu Ulu Cami, Selçuklu döneminden kalan mimarisinden hiçbir şey kaybetmedi.
613 yıl boyunca kervansaray görünümü ile ibadethane olarak ayakta duran Ulu Cami, bulunduğu yerde çevresindeki tarihi yapılarla şehir merkezini süslemeye devam ederken, Aksaray'ın en önemli sembollerinden biri olmaya da devam ediyor.