วัดมหาธาตุ ตั้งอยู่เชิงสะพานป่าถ่าน ทางทิศตะวันออกของวัดพระศรีสรรเพชญ์ พงศาวดารบางฉบับ กล่าวว่าวัดนี้ สร้างในสมัยสมเด็จพระบรมราชาธิราชที่ 1 ต่อมาสมเด็จพระราเมศวรโปรดเกล้าฯให้อัญเชิญพระบรมสารีริกธาต มาบรรจุไว้ใต้ฐานพระปรางค ์ประธานของวัดเมื่อพ.ศ.1927 พระปรางค์วัดมหาธาตุถือเป็นปรางค์ที่สร้างในระยะ แรก ของสมัยอยุธยาซึ่งได้รับอิทธิพลของปรางค์ขอมปนอยู่ ชั้นล่างก่อสร้างด้วย ศิลาแลงแต่ที่เสริมใหม่ ตอนบน เป็นอิฐถือปูน สมเด็จพระเจ้าปราสาททองได้ทรงปฏิสังขรณ์พระปรางค์ใหมโดยเสริมให้สูงกว่าเดิมแต่ขณะนี้ ยอด พังลงมาเหลือเพียงชั้นมุขเท่านั้นจึงเป็นที่น่าเสียดายเพราะมีหลักฐานว่าเป็นปรางค์ ที่มีขนาดใหญ่มากและก่อสร้าง อย่างวิจิตรสวยงามมากเมื่อพ.ศ. 2499 กรมศิลปากรได้ขุดแต่งพระปรางค์แห่งนี้ พบของโบราณหลายชิ้น ที่สำคัญ คือ ผอบศิลา ภายในมีสถูปซ้อนกัน 7 ชั้น แบ่งออกเป็น ชิน เงินนาก ไม้ดำ ไม้จันทร์แดง แก้วโกเมน และทองคำ ชั้นในบรรจุพระบรมสารีริกธาตุและเครื่องประดับอัน มีค่าปัจจุบันพระ บรมสารีริกธาตุนำไปประดิษฐาน ไว้ที่ี่ พิพิธภัณฑ์ สถานแห่งชาติ เจ้าสามพระยา