วัดพระพายหลวง ตั้งอยู่ในเขตรับผิดชอบของอุทยานประวัติศาสตร์สุโขทัย จัดเป็นโบราณสถานด้านนอกกำแพงเมืองทิศเหนือ เป็นโบราณสถานขนาดใหญ่มีความสำคัญเป็นอันดับสองรองจากวัดมหาธาตุ ผังวัดเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า มีคูน้ำล้อมรอบ 3 ชั้น คูชั้นนอกเรียกว่า คูแม่โจน วัดพระพายหลวงเป็นศูนย์กลางของชุมชน โบราณสถานที่เก่าแก่ที่สุดของวัด คือ พระปรางค์ 3 องค์ เป็นปรางค์ประธานของวัด ก่อด้วยศิลาแลง ศิลปะเป็นเขมรแบบบายน สมัยพระเจ้าชัยวรมันที่ 7 ด้านหน้าของวัดเป็นอาคารที่ประดิษฐานพระพุทธรูปปูนปั้น 4 อิริยาบถ คือนั่ง นอน ยืน เดิน วัดพระพายหลวงเดิมเป็นเทวสถาน เนื่องจากพบชิ้นส่วนของเทวรูปและฐานศิวลึงค์ต่อมาปรับเปลี่ยนมาเป็นวัดในพระพุทธศาสนาแบบมหายานในราวพุทธศตวรรษที่ 18