พระอุโบสถเก่าของวัดหัวเมืองเป็นโบราณสถานทรงคุณค่า สถาปัตยกรรมได้รับอิทธิพลจากสมัยอยุธยาตอนปลาย สังเกตได้จากฐานอาคารที่มีลักษณะ "ตกท้องช้าง" หรือแอ่นโค้งตามแบบศิลปะดั้งเดิม หน้าบันและซุ้มหน้าต่างประดับลวดลายปูนปั้นพุทธประวัติฝีมือช่างท้องถิ่นที่ประณีต บอกเล่าความรุ่งเรืองและเอกลักษณ์ทางศิลปกรรมที่สืบทอดมาหลายร้อยปี