อยู่ทางด้านหลังพิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ จันทรเกษม เป็นวัดโบราณเดิมชื่อ วัดเสื่อ พระอุโบสถเป็นสถาปัตยกรรมสมัยกรุงศรีอยุธยา

เดิมชื่อวัดเสื่อ สร้างตั้งแต่ครั้งกรุงศรีอยุธยาพร้อมพระราชวังจันทรเกษม ที่ประทับของสมเด็จพระนเรศวรมหาราชเมื่อครั้งดำรงพระยศเป็นมหาอุปราชครองเมืองพิษณุโลกในยามเสด็จพระราชดำเนินกลับกรุงศรีอยุธยา ตัววัดสร้างขึ้นด้านหลังเพื่อเป็นวัดประจำพระราชวัง วัดเสื่อได้เจริญรุ่งเรืองมาพร้อมกับพระราชวังจันทรเกษมและได้กลายเป็นวัดร้างไปคู่กันเมื่อกรุงศรีแตกใน พ.ศ. 2310 จวบจนพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวรัชกาลที่ 4 แห่งกรุงรัตนโกสินทร์ ได้พระราชทานพระราชทรัพย์ 300 ชั่งเศษและโปรดเกล้าฯ ให้พระยาราชสงคราม (ทัด หงสกุล) เป็นประธานในการบูรณะวัดเสื่อจนแล้วเสร็จเมื่อ พ.ศ. 2406 โดยพระราชทานนามใหม่ว่าวัดเสนาสนารามราชวรวิหาร หรือเรียกกันทั่วไปว่าวัดเสนาสน์แล้วถวายเป็นพระอารามหลวงชั้นเอกฝ่ายธรรมยุตนิกาย

สถาปัตยกรรมงดงามภายในวัดที่น่าชม ได้แก่ พระอุโบสถศิลปะสมัยอยุธยา หน้าบันไม้แกะสลักปิดทอง มีพระราชลัญจกรในพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว รูปพระมหามงกุฏ บ่งบอกว่าพระองค์เป็นผู้โปรดเกล้าฯ ให้บูรณปฏิสังขรณ์วัดนี้ ภายในมีภาพจิตรกรรมฝาผนังเทพชุมนุมและภาพพระราชพิธีเดือนสิบสองที่วาดขึ้นในสมัยรัชกาลที่ 5 มีพระประธานคือ พระสัมพุทธมุนี พระพุทธรูปหล่อปางมารวิชัยลงรักปิดทองศิลปะสมัยอยุธยา ประดับด้วยซุ้มเรือนแก้ว จารึกอักษรขอม

ถัดมาคือพระวิหารพระพุทธไสยาสน์ ประดิษฐานพระพุทธไสยาสน์ศิลปะสมัยอยุธยาที่นำศิลามาเรียงต่อกันแล้วแกะสลักยาว 14.2 เมตร ซึ่งรัชกาลที่ 5 ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้อัญเชิญพระพุทธไสยาสน์องค์นี้มาจากวัดมหาธาตุ และยังมีพระวิหารพระอินทร์แปลง ประดิษฐานพระพุทธรูปปางมารวิชัยที่อัญเชิญมาจากนครเวียงจันทน์ เป็นพระพุทธรูปศิลปะล้านช้าง หล่อด้วยโลหะสำริดปางมารวิชัย เดินชมเสนาสนะและงานพุทธศิลป์ต่าง ๆ ได้ทั่วบริเวณวัด เช่น ซุ้มศรีมหาโพธิ์ ธรรมาสน์หินปิดทอง 2 แท่น

ภาพจิตรกรรมฝาผนังตำนานพระอินทร์ ภาพจิตรกรรมฝาผนังวิถีชีวิตผู้คนวัดในสมัยรัชกาลที่ 4 จนถึงภาพลายรดน้ำรูปสัตว์ 10 อย่างที่พระภิกษุไม่ควรบริโภค โดยสำนักงานทรัพย์สินส่วนพระมหากษัตริย์จะเริ่มดำเนินงานบูรณะครั้งใหม่ใน พ.ศ. 2560 เพื่อให้อารามหลวงแห่งนี้ยังคงความงดงามไปได้อีกยาวนาน