1272 yılında inşaatına başlanan ve 1277 yılında yapımının tamamlanmasıyla hizmete açılan Ulu Cami inşaatında tamamen ahşap kullanılmış ve bu ahşapların hiç birinde bir tek çivi kullanılmamıştır. Çivisiz olması ile dünyadaki sayılı camiler arasında yer alan Afyon Ulu Cami ahşap işçiliği kündekari* tekniği ile yapılmıştır.
*Kündekâri, geometrik biçimlerde kesilmiş küçük ahşap parçaların büyük bir yüzey oluşturmak üzere birbirleriyle geçmeli olarak birleştirilmesi tekniğidir. Bu teknikle yapılmış işlere de aynı ad verilir. 12. yüzyıldan sonra Fatımi ve Memlûk sanatlarında uygulanmıştır, ama en zengin örnekleri Anadolu Selçuklularıyla Osmanlılarda görülür.
Selçuklu Veziri Fahreddin Sahib Ata’nın oğlu Afyon Sancak Beyi Nasuriddin Hasan tarafından yaptırılmıştır. 1983 yılında çatısı yenilenmiştir. Bu yenileme ve restorasyon çalışma sırasında camii bazı özelliklerini kaybetmiştir.
