วัดมหาธาตุตั้งอยู่ภายในเขตอุทยานเมืองเก่าพิจิตร เป็นโบราณสถานสำคัญที่สร้างขึ้นในสมัยอยุธยาตอนต้น สันนิษฐานว่าเป็นศูนย์กลางทางศาสนาและวัฒนธรรมของเมืองพิจิตรเก่ามาอย่างยาวนาน โครงสร้างหลักประกอบด้วย พระปรางค์ประธาน ที่ก่อด้วยอิฐศิลาแลงและอิฐดินเผา ซึ่งแม้จะชำรุดไปตามกาลเวลาแต่ยังคงความยิ่งใหญ่สะท้อนถึงอิทธิพลศิลปะอยุธยาและสุโขทัยที่ผสมผสานกัน รอบบริเวณยังมีวิหารหลวงที่ปรากฏส่วนฐานและเสาหินตั้งตระหง่านท่ามกลางความร่มรื่นของต้นไม้ใหญ่ในสวนรุกขชาติ