วัดพระศรีรัตนมหาธาตุวรมหาวิหาร ไม่มีหลักฐานว่าสร้างขึ้นเมื่อใด สันนิษฐานว่าสร้างขึ้นก่อนสมัยสุโขทัย และเป็นพระอารามหลวงมาแต่เดิม ได้พบหลักฐานจากศิลาจารึกสุโขทัยมีความว่า พ่อขุนศรีนาวนำถม ทรงสร้างพระทันตธาตุสุคนธเจดีย์
ส่วนในพงศาวดารเหนือกล่าวไว้ว่า “ในราวพุทธศักราช ๑๙๐๐ พระเจ้าศรีธรรมไตรปิฎก (พระมหาธรรมราชาลิไท) ทรงเป็นพระมหากษัตริย์ครองกรุงสุโขทัย ทรงมีศรัทธาเลื่อมใสในบวรพุทธศาสนาเป็นอย่างยิ่ง ทั้งยังได้ทรงศึกษาพระไตรปิฎกและคัมภีร์ศาสนาอื่นๆ จนช่ำชองแตกฉาน หาผู้ใดเสมอเหมือนได้ยาก พระองค์ได้ทรงสร้างวัดพระศรีรัตนมหาธาตุ ในฝั่งตะวันออกของแม่น้ำน่าน มีพระปรางค์อยู่กลาง มีพระวิหาร ๔ ทิศ มีพระระเบียง ๒ ชั้นและรับสั่งให้ปั้นหุ่นหล่อพระพุทธรูปขึ้น ๓ องค์ เพื่อประดิษฐานเป็นพระประธานในพระวิหารทั้ง ๓ หลัง”
ต่อมา พระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว รัชกาลที่ 6 ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้ยกขึ้นเป็นพระอารามหลวงชั้นเอก ชนิดวรมหาวิหาร เมื่อ พ.ศ. 2458 ปัจจุบันจึงมีชื่อเต็มว่า วัดพระศรีรัตนมหาธาตุวรมหาวิหาร
พระวิหารพระพุทธชินราช เป็นวิหารทรงโรง เป็นที่ประดิษฐานพระพุทธชินราช ซึ่งนับถือกันว่าเป็นพระพุทธรูปที่งดงามที่สุดองค์หนึ่งในโลก ตัวพระวิหารสร้างมาตั้งแต่สมัยกรุงสุโขทัย
พระเหลือ : เศษทองที่เหลือนำมาหล่อเป็นพระพุทธรูปปางมารวิชัยขนาดเล็ก
พระปรางค์ประธาน : องค์พระปรางค์ตั้งอยู่ตรงศูนย์กลางของวัด และเป็นที่ประดิษฐานพระบรมสารีริกธาตุ
พระอัฏฐารส : เป็นพระพุทธรูปยืนปางห้ามญาติ สูง 18 ศอก สร้างในสมัยเดียวกับพระพุทธชินราช
บานประตูมุก : เป็นบานประตูประดับมุกโบราณที่งดงามมาก
วิหารแกลบ : พระเจ้าเข้านิพพาน เป็นโบราณวัตถุสมัยอยุธยา ถือว่าเป็นการจำลองสังเวชนียสถานของพระพุทธเจ้า ซึ่งน่าจะมีแห่งเดียวในประเทศไทย