Cami-i Kebir, Cami-i Ereğli ve Kıble Camii adlarıyla da anılan Ulu Cami, Ereğli’nin merkezinde, çarşı içindedir. Düz damla örtülü, enine dikdörtgen bir yapı olan caminin kuzeydoğu köşesinde tek şerefeli, silindirik gövdeli minaresi yükselir. Caminin en dikkat çeken bölümü bu minaredir. Sekiz köşeli, beyaz mermerden bir kaide üzerine oturan minare, 40 m yüksekliğindedir. Kaynaklarda hem minare hem de gözetleme kulesi olarak yapıldığı belirtilmektedir. Kesme taş ile inşa edilen minare, yapı malzemesi ve şekil itibariyle Karamanoğulları minareleriyle benzerlik gösterir. Minare, üzerinde pencere açıklıkları bulunan kurşun kaplı külahla son bulur.
İkisi kuzeyde, biri doğu cephede olmak üzere harimin üç kapısı vardır. Doğu cephedeki kapı günümüzde kullanılmamaktadır. Mihrabın karşı ekseninde bulunan bursa kemerli kapı daha geniş tutulmuştur. Kapının hemen üzerinde ve sağında yapıya ait tamir kitabeleri mevcuttur.
Harim kıble duvarına dik uzanan dokuz sahından oluşur. Sahınları ayıran sivri kemerler sütunlara ve kuzeyde dikdörtgen kesitli ayaklara otururlar. Sütunlar birbirinden farklı özelliklere sahiptir. Harimin kuzey yönünde sekiz adet kâgir ayak ve bu ayaklar ile duvar arasında fevkani olarak yapılmış mahfil bulunmaktadır. Harim ahşap kirişler üzerine düz toprak damla örtülüdür.
Güney duvarının ortasında yarım daire nişli mihrap yer alır. Mihrabın hemen yanında, duvar içindeki ayağın solunda, kâgir olarak yapılmış, beton harçla sıvanmış minber bulunmaktadır.
Caminin inşasında moloz taş, kesme taş, mermer, ahşap ve devşirme malzeme kullanılmıştır. Duvarlar moloz taşla örülüp, aralarına ahşap hatıllar atılmıştır. Ayrıca ahşap malzeme mahfil, vaaz kürsüsü ve üst örtüde karşımıza çıkar. Kesme taşlar duvar köşelerinde, minarede, çörtenlerde; iç mekânda ise ayaklarda ve kemerlerde kullanılmıştır. Mihrap ve minare kaidesi mermerdir. Sütunlar devşirme malzemedendir. Üst pencere kafesleri alçıdan yapılmıştır. Minber beton harç ile sıvandığı için yapı malzemesi belli değildir.
Cami süsleme açısından zengin değildir. Yapılan tamirlerle yenilenen mihrap ve minber oldukça sadedir. XVI. yüzyılda Anadolu’yu dolaşan Gazzi, Ulu Cami’nin çakıllarla kaplı, çok süslü bir minberi olduğunu belirtmektedir. İçeride süsleme sadece devşirme sütunlarda görülür. Sütun başlıklarında dönemin özelliğini yansıtan bitkisel motifler mevcuttur.
Dışarıda ise süsleme ağırlıklı olarak minarede toplanmıştır. Minarede kabartma olarak yapılmış rumi kıvrık dallar, çini malzeme üzerindeki yazı kuşakları ve şerefede kullanılan mukarnaslar dikkati çeker. Caminin üst kat pencerelerinin dairesel formlu alçı kafesleri tezyinatı sağlayan diğer ögelerdir.
Yapının inşa kitabesi mevcut değildir. Mevcut kitabeler caminin tamiriyle ilgilidir.
Cami 1234/1819 yılında Abdülcebbarzade Celaleddin Paşa tarafından tamir ettirilmiştir. Celaleddin Paşa, Sultan III. Selim zamanında Bozok ayanı bulunan Cebbarzade Süleyman Bey’in oğludur.
Türkiye (Anadolu) Selçukluları Devrinde yapılıp Karamanoğlu İbrahim Bey tarafından tamir ettirildiği öne sürüldüğü gibi; caminin minaresinde yer alan Ayet-el-Kürsi’deki “sinetün” kelimesinin ebcet karşılığı olan 510/1116 sayısı tarih kabul edilerek minarenin Selçuklu yapısı olduğu da iddia edilmektedir. Seyahatnamelerde caminin Selçuklu hükümdarı Kılıç Aslan zamanında yapıldığına dair bilgi vardır. Minarenin Selçuklulardan kaldığı ve yanına Karamanoğlu II. Mehmet döneminde, 1426’da, Ulu Cami’nin yaptırıldığı da belirtilmektedir. Kuyud-i Kadime Arşivi’nde 584 Numaralı Karaman Vilâyeti Vakıflar Defteri’nde cami vakfı ile ilgili olarak: “Ereğli Camii’ni Karamanoğlu İbrahim Bey’in oğlu Mehmet Bey 860/1455-56 yılında yaptırmıştır” şeklinde bilgi verilmiştir.
