วิหารหลวง ตั้งอยู่บนพื้นที่ลดหลั่นเหนือมณฑปประธาน ทำหน้าที่เป็นพระอุโบสถอันศักดิ์สิทธิ์ ประดิษฐานพระพุทธรูปต่างๆ และเป็นสถานที่จัดพิธีกรรมทางศาสนาที่สำคัญภายในวัดพระพุทธบาทราชวรมหาวิหาร ตัวอาคารโดดเด่นด้วยสถาปัตยกรรมที่กลมกลืนกับมณฑปประธาน มอบบรรยากาศอันเงียบสงบและศักดิ์สิทธิ์ เหมาะสำหรับการพักผ่อนจิตใจหรือสวดมนต์ท่ามกลางศิลปะพุทธศาสนาอันงดงาม จากโครงสร้างด้านบนนี้ ผู้เยี่ยมชมสามารถเพลิดเพลินกับทัศนียภาพที่สวยงามของกลุ่มอาคารวัดด้านล่าง และสัมผัสถึงความเจริญรุ่งเรืองอันยั่งยืนของพระพุทธศาสนาที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้ในแผ่นดินนี้มานานหลายศตวรรษ