Anadolu'nun en eski camisidir. 639 yılında Diyarbakır'a egemen olan müslüman Araplar tarafından şehrin merkezindeki en büyük mabedin (Martoma Kilisesi) camiye çevrilmesiyle oluşturulmuştur. Daha sonra 1091 yılında Büyük Selçuklu Hükümdarı Melikşah'ın buyruğu ile büyük bir onarım gördüğünü, değişik dönemlerde birçok kez onarım ve eklentilerle bugünkü şeklini aldığını kitabelerinden öğrenmekteyiz. 1115 yılında geçirdiği yangın ve deprem sonucu içerisindeki kemerler, sütunlar ve bezemeli taşlar hepsi yıkılmıştır. Dışarıda bulunan mermer taşları bu tarihten sonra yayılmıştır.Erken İslam döneminin ünlü Şam Emeviye Cami'nin (benzerliklerden dolayı) Anadolu'ya yansıması olarak yorumlanan Diyarbakır Ulu Cami, İslam aleminin 5. Harem-i Şerifi olarak kabul edilmektedir. Ayrıca Camide sibernetiğin babası olarak kabul edilen ünlü bilgin El Cezeri'nin yaptığı güneş saati bulunmaktadır.
Mimari
Ortadaki büyük avlunun doğu ve batısında yer alan maksureleri, güneyinde Hanifiler Cami'i, kuzeyindeki Şafiiler Camii ve Mesudiye Medresesi ve Caminin batı girişinin hemen yakınındaki Zinciriye Medresesi ile dinsel ve kültürel yapıları bir araya getiren bir yapılar grubu niteliğindedir. Zinciriye medresesinde El cezeri (imam cezeri) ilk olarak ders vermiştir. Medresenin kapılarının küçük olma nedeninin içerisinde büyük alimler olduğundan odaya girerken eğilerek girilsin.Ulu Cami'nin avlu cephelerinde farklı dönemlere ait Mimari bezekler, kabartma ve yazıtlar büyük bir uyum içerisinde yerleştirilmişlerdir.