Caminin yapım tarihi ve bânisiyle ilgili iki görüş öne çıkıyor. İlk görüşe göre, 1955'teki toprak hafriyatı çalışmalarında ortaya çıkarılan kitabeden hareketle Selçuklu Sultanı 2. Kılıçarslan'ın oğlu Sivas Meliki Kutbüddin Melikşah zamanında Kızılarslan oğlu İbrahim tarafından 1197'de inşa ettirildiği kabul ediliyor. Ancak erken dönem Anadolu Türk mimarisi uzmanları, mimari özelliklerinden hareketle caminin Dânişmendliler tarafından 12. yüzyılın başlarında yapıldığını kabul ediyorlar. Kesme taştan enine dikdörtgen plânlı camiyi ahşap kirişli düz toprak dam örtüyor. Oldukça büyük olan ibadet mekânı mihrap duvarına dik uzanan on bir neften oluşuyor. Kalın pâyelere oturan geniş sivri kemerler bu nefleri ayırıyor. İbadet mekânının kuzeyinde yine dikdörtgen plânlı bir avlu yer alıyor. Bu avlu ve son cemaat yeri, Anadolu'daki en erken tarihli avlu ve son cemaat yeri olmaları açısından mimari tarihimizde önemli bir yere sahip olarak görülüyor. Sivas Ulu Camii, âhenkli oranları ve sade tasarımıyla insanı etkileyen ibadet mekânı ve 1213 yılında Yusuf adında bir şahıs tarafından yapıya eklenen ilginç süslemeli tuğla minaresiyle Anadolu'nun yapı taşları arasındaki yerini alıyor. Ancak yıldırım düşmesiyle hasarlanan minaredeki eğim her geçen gün artıyor. Yıkılıp daha fazla zarar görmemesi için bir an önce bu önemli esere müdahale edilmesi gerekiyor.
