Cami, Elazığ’ın Çarşıbaşı Mahallesi’nde Eski Palu’nun girişinde XVI. yüzyılın başlarında inşa edildiği düşünülmektedir. Yapının güneyinde Palu Ulu Camii ve hamam bulunmaktadır. İnşa kitabesi hakkında herhangi bir kayıt bulunmamaktadır. Caminin banisi ve mimarı bilinmemektedir. Eserde inşa malzemesi olarak moloz taş kullanılmış olup; üzeri kesme taş malzeme ile kaplanmıştır. Kare bir plana sahip, üst örtüsü kubbe olan yapının harim kısmında ise sivri kemerler kullanıldığı anlaşılmaktadır. Üst örtüde tuğla malzeme kullanılan yapıda kubbeye pandantiflerle geçilmektedir. Mihrap güney cephenin tam ortasındadır. Harim kısmında cephe duvarlarının ortalarına sivri kemerli kör nişler bulunmaktadır. Bu kör nişler yaklaşık iki metre boyutlarında olup, harim kısmına hareketlilik katmaktadır. Yapıdaki aydınlatma, içe doğru şevli pencerelerle sağlanmakta olup; cephenin tam orta kısmına yerleştirilen penceresi bulunmaktadır. Yapının doğu cephesi ve güney cephesi birbirleri ile aynı cephe düzenine sahiptir. Caminin güney doğu köşesinde minaresi bulunmaktadır. Minareye giriş, caminin içerisine yerleştirilen basık kemerli bir kapı ile sağlanmaktadır. Minarenin orijinalinde yeşil sırlı tuğlaların kullanıldığı bilinmektedir. Petek kısmının tuğla malzemeden inşa edilmiş olduğu görülmektedir. Bodur minare formunda tasarlanan minarenin şerefe kısmından sonrası bugün tamamen yıkıktır. Şerefeye geçiş sivri kemerli bir kapı açıklığı ile sağlanmaktadır.

Minare şerefe kısmına kadar kesme taş malzemeden, şerefeden sonraki kısım ise yeşil sırlı tuğla malzemeden inşa edilmiştir. Yapı oldukça sade tasarlanmış olup, nişler ve pandantiflerde inşa malzemesinden farklı olarak tuğla malzeme kullanıldığı görülmektedir. Ayrıca bu yapıda farklı bir diğer unsur, minare üzerindeki yeşil sırlı tuğla kullanılmasıdır. Bugün harap olan yapının, batı duvarı üst örtü seviyesine kadar ayaktadır. Güney cephe toprak yığını ile kapanmış, kuzey batı köşesi kısmen yıkılmış olup, alt kısımlarında boşluklar bulunmaktadır. Doğu duvarı ise yer yer yıkıktır. Ayrıca yapının kalıntıları incelendiğinde; üçlü bir ön girişin olduğu görülmektedir. Yapı günümüzde kullanımda değildir.