ตั้งอยู่ทางทิศเหนือของวิหารพระมงคลบพิตร เป็นวัดสำคัญที่สร้างอยู่ในพระราชวังหลวงเทียบได้กับวัดพระศรีรัตนศาสดารามแห่งกรุงเทพมหานครหรือวัดมหาธาตุแห่งกรุงสุโขทัย ในสมัยสมเด็จพระรามาธิบดีที่ 1 (พระเจ้าอู่ทอง) ทรงสร้างพระราชมณเฑียรเป็นที่ประทับที่บริเวณนี้ ต่อมาสมเด็จพระบรมไตรโลกนาถทรงย้ายพระราชวังขึ้นไปทางเหนือและอุทิศที่ดินเดิมให้สร้างวัดขึ้นภายในเขตพระราชวังและโปรดเกล้าฯให้สร้างเขตพุทธาวาสขึ้น เพื่อเป็นที่สำหรับประกอบพิธีสำคัญต่างๆ จึงเป็นวัดที่ไม่มีพระสงฆ์จำพรรษา

ต่อมาในสมัยสมเด็จพระรามาธิบดีที่ 2 โปรดเกล้าฯ ให้สร้างพระสถูปเจดีย์ใหญ่สององค์เมื่อ พ.ศ.2035 องค์แรกทางทิศตะวันออกเพื่อบรรจุพระบรมอัฐิของสมเด็จพระบรมไตรโลกนาถพระราชบิดาและองค์ที่สองคือองค์กลางเพื่อบรรจุพระบรมอัฐิของสมเด็จพระบรมราชาธิราชที่ 3 พระบรมเชษฐา ต่อมาในปี พ.ศ. 2042 ทรงสร้างพระวิหารขนาดใหญ่และในปี พ.ศ.2043 ทรงหล่อพระพุทธรูปยืนสูง 8 วา (16 เมตร) หุ้มด้วยทองคำหนัก 286 ชั่ง (ประมาณ 171 กิโลกรัม) ประดิษฐานไว้ในวิหาร พระนามว่า “พระศรีสรรเพชญดาญาณ” ซึ่งภายหลังเมื่อคราวเสียกรุง พ.ศ. 2310 พม่าได้เผาลอกทองคำไปหมด  ในสมัยรัตนโกสินทร์พระบาทสมเด็จพระพุทธยอดฟ้าจุฬาโลกมหาราช โปรดเกล้าฯ ให้อัญเชิญชิ้นส่วนชำรุดของพระประธานองค์นี้ลงมากรุงเทพฯและบรรจุชิ้นส่วนซึ่งบูรณะไม่ได้เหล่านั้นไว้ในเจดีย์องค์ใหญ่ที่สร้างขึ้นแล้วพระราชทานชื่อเจดีย์ว่า “เจดีย์สรรเพชญดาญาณ”

สำหรับเจดีย์องค์ที่สามถัดมาทางทิศตะวันตก สมเด็จพระบรมราชาธิราชที่ 4 (พระหน่อพุทธางกูร) พระราชโอรสได้โปรดเกล้าฯให้สร้างขึ้นเพื่อบรรจุพระบรมอัฐิของสมเด็จพระรามาธิบดีที่ 2 เจดีย์สามองค์นี้เป็นเจดีย์แบบลังกา ระหว่างเจดีย์แต่ละองค์มีมณฑปก่อคั่นไว้ซึ่งคงจะมีการสร้างในราวรัชกาลสมเด็จพระเจ้าปราสาททอง และมีร่องรอยการบูรณะปฏิสังขรณ์หนึ่งครั้งในราวรัชสมัยสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวบรมโกศ ในสมัยจอมพล ป.พิบูลสงครามได้มีการบูรณะเจดีย์แห่งนี้จนมีสภาพที่เห็นอยู่ในปัจจุบัน
วัดนี้เปิดให้เข้าชมทุกวัน ตั้งแต่เวลา 07.00–18.30 น. ค่าเข้าชม ชาวไทย 10 บาท ชาวต่างประเทศ 30 บาท หรือสามารถซื้อบัตรรวมได้ ชาวไทย 60 บาท ชาวต่างประเทศ 180 บาท โดยบัตรนี้สามารถเข้าชมวัดและพิพิธภัณฑ์ต่างๆ ในจังหวัดพระนครศรีอยุธยาได้  ภายในระยะเวลา 30 วัน อันได้แก่ วัดพระศรีสรรเพชญ์และพระราชวังหลวง  วัดมหาธาตุ วัดราชบูรณะ วัดพระราม วัดไชยวัฒนาราม พิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ เจ้าสามพระยาและพิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ จันทรเกษม สอบถามเพิ่มเติมได้ที่ สำนักงานศิลปากรที่ 3 โทร. 0 3524 2501, 0 3524 2448  หรือ อุทยานประวัติศาสตร์พระนครศรีอยุธยา โทร. 0 3524 2284, 0 3524 2286 
หมายเหตุ ตั้งแต่เวลาประมาณ 19.30-21.00 น. จะมีการส่องไฟชมโบราณสถาน