Çorum çarşı içerisinde bulunan Ulu Camii’nin ne zaman yapıldığı konusunda araştırmacılar kesin bir tarih verememektedirler. Bununla beraber Selçuklu Sultanı Alaeddin Keykubat’ın azatlı kölesi Hayrettin Hazır tarafından yaptırıldığı kaynaklardan öğrenilmektedir. Ayrıca ağaç işçiliği yönünden son derece önemli bir eser olan minberine dayanılarak Selçuklu döneminin sonlarında yapıldığı da ileri sürülmüştür. Bu yüzden 13. yüzyıl sonları ile 14. yüzyılın başlarına tarihlendirilmiştir. Ancak bu minberin cami ile bağlantılı olup olmadığı da tartışmalıdır. Minberin yapımından daha sonra camiye getirildiği de ileri sürülmüştür. Ancak minberin nereden getirildiği de bilinmemektedir. Büyük olasılıkla bir diğer Selçuklu Camii için yaptırılmış ve sonra da Çorum Ulu Camii’ne konulmuştur.
Çorum Ulu Camii, Sultan 2.Beyazıd zamanındaki bir depremle hasara uğramıştır. Daha sonra Sultan 3.Murad ve Sultan 3.Selim zamanında değişikliğe uğramıştır. Mimar Sinan’ın Teskiret-ül Ebniye isimli eserinde yazılı olduğundan Mimar Sinan tarafından onarıldığı anlaşılmaktadır. Sultan 4.Murad zamanında yapılan onarımdan sonra “Sultan Muradi Rabi Camii” olarak isimlendirilmiştir. Bunu 19. yüzyılda yapılar daha geniş bir onarım izlemiştir.
Çorum Ulu Camii, ilk yapımında ağaç sütunların taşıdığı toprak damlı dikdörtgen planlı idi. Sultan IV.Murad zamanında yapılan onarımla yapının mimari planı tamamen değiştirilmiş ve Osmanlı mimarisindeki çok kubbeli ulu cami plan tipine dönüştürülmüştür. Evliya Çelebi bu onarımı “Çarşı içinde Mimar Sinan Ağakari (yapısı) olup cemaati çoktur” şeklinde belirtmektedir. İbadet mekanının üzeri sütunların taşıdığı dokuz kubbe ile örtülmüştür. Sultan III.Selim zamanında onarımla ibadet mekanı kareye dönüştürülmüş ve üzeri köşelerdeki üçer sütuna dayalı piramidal konik bir kubbe ile örtülmüştür.
Çorum Ulu Camii, 1786 ve 1793 yıllarındaki depremlerde büyük zarar görmüş, bundan sonra sekiz yıl boyunca harap bir durumda kalmıştır. Çorum halkı Bozok ve Çankırı Mutasarrıfı Çapanoğlu Abdülcabbarzade Süleyman Bey’den yardım istemiştir. Bunun üzerine Abdülcabbarzade caminin eskiden olduğu gibi dokuz kubbeli olarak onarımını başlatmıştır. Onarım sürerken Abdülcabbarzade Süleyman Bey ölmüş, oğlu Abdülfettah Bey caminin günümüze ulaşan ahşap, ortadaki büyük tek kubbesini yaparak son cemaat yerine de tek katlı bir ekleme yapmış ve 1810 yılında onarımı tamamlamıştır.
Caminin yapımında blok taşlar kullanılmış, bunların arasında üzerinde yazılar bulunan taşlar arasında Roma devrine ait taşlara da rastlanmıştır. İki sütunlu bir girişten sonra beş kubbeli bir son cemaat yeri bulunmaktadır. Bunun dışında kalan bölümler ahşap çatılıdır. Mihrap, mermer kaplama olup barok üsluptadır. Son cemaat yerinin iki tarafında birer şerefeli iki minare bulunmaktadır.
Çorum Ulu Camii'nin ahşap minberi, üzerindeki kitabeden 1306 tarihinde yapıldığı anlaşılmaktadır. Bu kitabeden de minberi Ahmet bin Davut isimli bir kişinin yaptırdığı öğrenilmektedir. Ayrıca bu minberin üzerinde Ankaralı bin Ebubekir ve Davud bin Abdullah isimli iki ağaç ustasının isimleri yazılıdır.
Çatma kündekari tekniğinde, geometrik bezemeli bu minber Selçuklu ağaç işçiliğinin en güzel örnekleri arasındadır. Yıldızlı ve içice geçmiş çokgen geometrik kompozisyonların içleri rumilerle doldurulmuştur.