Elazığ’ın Palu ilçesi Çarşıbaşı Mahallesi’nde bulunan bir yapıdır. Caminin karşısında Küçük Camii bulunmaktadır. Caminin kitabesinde Hicri 1274 (Miladi, 1852) yılında yaptırıldığı yazmaktadır. Halk arasında Kırklar Camisi olarak isimlendirilen Ulu Camii’yi karşısındaki Küçük Camii’yi yapan ustanın kalfası yapmıştır. 1977 yılında Palu’daki depremden dolayı ilçe Murat Nehri’nin kıyısına taşındığından ötürü kullanılmadı. Deprem, hava şartları ve toprak kaymaları nedeniyle ciddi zarar gören caminin kemerleri ve ayakları dışında kalan kısmı çökük durumdadır.

Ulu Camii doğu-batı ekseninde dikdörtgen planlı, üstü kubbesiz ve düz dam şeklindedir. Dikdörtgen harimin batı kısmında avlusu ve çeşmesi bulunmaktadır. Beden duvarları büyük oranda sağlam olmasına rağmen örtü sistemi tamamıyla çöküktür. Batı ve Güney girişi olmak üzere iki girişi bulunmaktadır. Caminin ayakları, kemerleri ve minaresi düzgün kesme taştandır. Ayrıca pencere kenarları ve mihrapta düzgün kesme taştır. Beden duvarı kaba yonu taştandır. Caminin aydınlatılması için güney cephesinde ve mihrap üzerinde bir, sağ ve solunda ikişer, doğu ve batı cephesinde ikişer pencere bulunmaktadır. Cami büyük oranda yıkıldığı için kuzey cephesinde pencere olup olmadığı bilinmemektedir. 2014 yılında Vakıflar Genel Müdürlüğü tarafından yenileme çalışmaları başlatılan cami, 2019 yılında tekrar ibadete açılmıştır.