อยู่นอกเกาะเมืองตรงข้ามกับเจดีย์พระศรีสุริโยทัย ริมแม่น้ำเจ้าพระยา สามารถใช้เส้นทางเดียวกับสวนสมเด็จพระศรีนครินทร์ไปจนถึงสี่แยกแล้วเลี้ยวซ้ายข้ามสะพานวัดกษัตราธิราชฯ

ด้วยชื่อวัดว่า วัดกษัตรา อันหมายถึง วัดของพระมหากษัตริย์หรือวัดของพระเจ้าแผ่นดิน ทำให้สันนิษฐานได้ว่าที่นี่เป็นวัดที่พระมหากษัตริย์หรือพระบรมวงศานุวงศ์ในสมัยกรุงศรีอยุธยาพระองค์ใดพระองค์หนึ่งทรงสร้างเอาไว้ หากไม่ปรากฎนามผู้สร้าง มีเพียงหลักฐานที่จารึกไว้ในพงศาวดารที่กล่าวถึงวัดกษัตราในแผ่นดินสมเด็จพระสุริยามรินทร์ ความว่า แรม 14 ค่ำ เดือน 5 ( พ.ศ. 2303) พม่าเอาปืนใหญ่มาตั้งที่วัดราชพฤกษ์และวัดกษัตราวาส ยิงเข้ามาในพระนครถูกบ้านเรือนราษฎรล้มตายจำนวนมาก วัดเก่าแก่แห่งนี้ถูกเพลิงไหม้วอดวายเมื่อครั้งกรุงแตกครั้งที่ 2 ใน พ.ศ. 2310 นับแต่นั้นจึงถูกทิ้งร้าง จนได้รับการบูรณะเรื่อยมาในแผ่นดินราชธานีรัตนโกสินทร์ ตั้งแต่สมัยรัชกาลที่ 1 สมเด็จพระเจ้าหลานเธอ เจ้าฟ้ากรมหลวงอนุรักษ์เทเวศร์ (ทองอิน) กรมพระราชบวรสถานภิมุข (กรมพระราชวังหลัง) ได้บูรณะวัดกษัตราขึ้นใหม่และเปลี่ยนชื่อเป็น วัดกษัตราธิราช

ต่อมาในสมัยรัชกาลที่ 2 สมเด็จเจ้าฟ้ากรมขุนอิศรานุรักษ์ (เกศ) ต้นราชสกุลอิศรางกูร ได้ปฏิสังขรณ์พระอารามเมื่อ พ.ศ. 2349 และมีพระสงฆ์จำพรรษาที่วัดแห่งนี้ได้ ในรัชกาลที่ 5 ได้พระราชทานนามวัดใหม่ว่า วัดกษัตราธิราชวรวิหาร และพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว รัชกาลที่ 9 ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ยกวัดกษัตราธิราชเป็นพระอารามหลวงชั้นตรี ชนิดวรวิหาร

เมื่อวันที่ 1 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2520 เป็นพระอารามหลวงลำดับที่ 9 ในจังหวัดพระนครศรีอยุธยา ด้วยเหตุว่าเป็นวัดที่มีความงดงามและสมบูรณ์แบบที่สุดซึ่งตกทอดมาจากสมัยอยุธยา จึงเป็นปูชนียสถานที่น่าไปเที่ยวชม เช่น พระอุโบสถอันเป็นที่ประดิษฐานพระพุทธกษัตราธิราชซึ่งพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว รัชกาลที่ 9 ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ พระราชทานนาม ตั้งอยู่บนฐานชุกชี ในลักษณะประทับนั่งขัดสมาธิราบ ปางมารวิชัยซึ่งต่อมามีการลงรักปิดทองประดับอย่างงดงาม ส่วนตัวพระอุโบสถเต็มไปด้วยงานฝีมือช่างสลักเสลาวิจิตรนัก อาทิ เสามีคันทวยไม้จำหลักรูปพญานาค รองรับชายคาปีกนกทั้งสองด้าน หัวเสาเป็นลายบัวแวง ด้านหน้าประดับซุ้มบุษบกบัญชร ส่วนด้านหลังมีมุขเด็จประดิษฐานพระพุทธรูปปางป่าเลไลยก์ หลังคาประดับช่อฟ้าใบระกาหางหงส์ มุงด้วยกระเบื้องกาบูหรือกระเบื้องกาบกล้วยดินเผา หน้าบันทั้ง 2 ด้าน จำหลักลายดอกพุดตาน มีสาหร่ายรวงผึ้งคั่นสลับระหว่างเสาสืบทอดรูปแบบมาจากสมัยกรุงศรีอยุธยา

ส่วนพื้นภายในพระอุโบสถปูด้วยหินอ่อนจากประเทศอิตาลีที่รัชกาลที่ 5 พระราชทานแด่พระครูวินยานุวัติคุณ (ทรง ธัมมสิริโชติ) อดีตเจ้าอาวาสเพื่อถวายเป็นพุทธบูชา หลังจากการก่อสร้างพระอุโบสถวัดเบญจมบพิตรฯ และยังมีพระวิหารอีก 2 ด้าน เป็นที่ตั้งรูปหล่อสมเด็จพระพนรัตน์ซึ่งมีอยู่ที่วัดนี้แห่งเดียวเป็นพระอาจารย์ของสมเด็จพระนเรศวรมหาราช ชาวบ้านเรียกกันว่าหลวงพ่อแก่ และยังมีรูปหล่อของหลวงปู่เทียมอดีตเจ้าอาวาสพระเกจิอาจารย์ชื่อดังด้านตะกรุดอยู่ยงคงกระพันและเมตตา จัดว่าเป็นอารามหลวงที่งดงามซึ่งจะมาศึกษางานศิลป์ชั้นสูงหรือสักการะบูชาสิ่งศักดิ์สิทธิ์ชื่อดังประจำจังหวัด เปิดให้เข้านมัสการในเวลา 08.00-16.30 น.