ตั้งอยู่เชิงสะพานป่าถ่าน ทางทิศตะวันออกของวัดพระศรีสรรเพชญ์ พงศาวดารบางฉบับกล่าวว่าวัดนี้สร้างในสมัยสมเด็จพระบรมราชาธิราชที่ 1 ต่อมาสมเด็จพระราเมศวรโปรดเกล้าฯให้อัญเชิญพระบรมสารีริกธาตุมาบรรจุไว้ใต้ฐานพระปรางค์ประธานของวัดเมื่อ พ.ศ.1927 พระปรางค์วัดมหาธาตุถือเป็นปรางค์ที่สร้างในระยะแรกของสมัยอยุธยาซึ่งได้รับ อิทธิพลของปรางค์ขอมปนอยู่ ชั้นล่างก่อสร้างด้วยศิลาแลงแต่ที่เสริมใหม่ตอนบนเป็นอิฐถือปูน สมเด็จพระเจ้าปราสาททองได้ทรงปฏิสังขรณ์พระปรางค์ใหม่โดยเสริมให้สูงกว่าเดิ ม แต่ขณะนี้ยอดพังลงมาเหลือเพียงชั้นมุขเท่านั้น จึงเป็นที่น่าเสียดายเพราะมีหลักฐานว่าเป็นปรางค์ที่มีขนาดใหญ่มากและก่อสร้างอย่างวิจิตรสวยงามมากเมื่อ พ.ศ. 2499 กรมศิลปากรได้ขุดแต่งพระปรางค์แห่งนี้ พบของโบราณหลายชิ้นที่สำคัญ คือ ผอบศิลา ภายในมีสถูปซ้อนกัน 7 ชั้น แบ่งออกเป็น ชิน เงิน นาก ไม้ดำ ไม้จันทร์แดง แก้วโกเมน และทองคำ ชั้นในบรรจุพระบรมสารีริกธาตุและเครื่องประดับอันมีค่า ปัจจุบันพระบรมสารีริกธาตุนำไปประดิษฐานไว้ที่พิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ เจ้าสามพระยา สิ่งที่น่าสนใจในวัดอีกอย่างคือ เศียรพระพุทธรูปหินทราย ซึ่งมีรากไม้ปกคลุมเข้าใจว่าเศียรพระพุทธรูปนี้จะหล่นลงมาอยู่ที่โคนต้นไม้ใ นสมัยเสียกรุงจนรากไม้ขึ้นปกคลุมมีความงดงามแปลกตาไปอีกแบบ การเดินทาง จากกรุงเทพฯ เข้าตัวเมืองอยุธยาแล้วข้ามสะพานสมเด็จพระนเรศวรมหาราชตรงไปจนถึงสี่แยกไฟแด งที่ 2 เลี้ยวขวาตรงไปไม่ไกลนัก ผ่านบึงพระราม จะเห็นวัดมหาธาตุอยู่ทางซ้ายมือ เวลาเปิด-ปิด : เปิดให้เข้าชมทุกวัน ตั้งแต่เวลา 08.30–16.30 น. อัตราค่าเข้าชม :ชาวไทย 10 บาท ชาวต่างประเทศ 30 บาท หรือสามารถซื้อบัตรรวมได้ ชาวไทย 40 บาท ชาวต่างประเทศ 220 บาท โดยบัตรนี้สามารถเข้าชมวัดและพิพิธภัณฑ์ต่าง ๆ ในจังหวัดพระนครศรีอยุธยาได้ ภายในระยะเวลา 30 วัน อันได้แก่ วัดพระศรีสรรเพชญ์และพระราชวังหลวง วัดมหาธาตุ วัดราชบูรณะ วัดพระรามวัดมเหยงค์วัดไชยวัฒนาราม พิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ เจ้าสามพระยาชาวไทย 30 บาท ชาวต่างประเทศ 150 บาท และพิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ จันทรเกษมชาวไทย 20 บาท ชาวต่างประเทศ 100 บาท หมายเหตุ: ตั้งแต่เวลาประมาณ 19.30-21.00น. จะมีการส่องไฟชมโบราณสถาน
