Ulus'ta Augustus Tapınağı'nın bitişiğinde yer alan cami, 1427-1428 yıllarında Hacı Bayram Veli tarafından yaptırılmıştır. Doğu duvarı Augustus Tapınağı’na, güney duvarı Hacı Bayram Türbesi’ne dayanır.
Selçuklu mimarisi stilinde inşa edilmiş olan cami Mimar Sinan tarafından onarılmıştır. Uzunlamasına dikdörtgen planlı, taş kaideli, tuğla duvarlı, kiremit çatılı bir yapıdır. Türbenin güneydoğu duvarında yükselen iki şerefeli minaresi kare planlı, taş kaideli ve silindirik tuğla gövdelidir. Alt pencereler dışta sivri kemerli nişlerle kuşatılmıştır. Üst pencereler sivri tuğla kemerlidir. Ahşap mihrabı 17. yüzyıl sonunda ünlü Nakkaş Mustafa tarafından işlenmiş olan cami daha sonra Kütahya çinileri ile süslenmiştir. Sanat değeri yönünden ilgi çekici olan bu cami halen Ankara'nın en önemli camilerinden birisidir.