Медресе Улугбека (1417 г.) было возведено лучшими зодчими своего времени - Исмаилом Исфагани и Нажметдином Бухари. Медресе отличается уравновешенностью и гармоничностью форм, сочетая в себе строгую величественность и простоту в отделке. Это масштабное прямоугольное здание с высоким порталом на фасаде главного входа и традиционным внутренним двором. Интересной особенностью медресе Улугбека является то, что коридор при входе ведет не во внутренний двор, как было принято при строительстве медресе, а разделяется и ведет в две стороны - в мечеть и дарсхону (учебный зал).

На дверях медресе Улугбека была вырезана фраза из Корана, которую можно назвать девизом самого Улугбека: «Стремление к знанию - есть обязанность каждого мусульманина и мусульманки». Здесь же имеется и другое изречение: «Над кругом людей, осведомленных в книжной мудрости, да будут каждый день открыты двери Божьих благословений».

Улугбек прославился на весь мир своими исследованиями в области астрономии. Неудивительно, что в элементах орнамента медресе Улугбека преобладают астральные мотивы, что символизирует его мировоззрение как ученого-астронома. Некоторые детали декора отличаются друг от друга методом нанесения - это связано с тем, что медресе несколько раз реставрировалось.

Медресе Улугбека могло принять до 80 студентов, которые изучали астрономию, математику, арабский язык и религиозные предметы. Многие выпускники медресе становились видными мыслителями и поэтами.

Сегодня медресе Улугбека - один из знаменитейших архитектурных памятников Бухары, который ежегодно посещают тысячи восторженных ценителей Восточной культуры. В здании медресе Улугбека находится Музей истории реставрации памятников Бухары.