ในศิลาจารึกหลักที่ ๑ ได้บรรยายว่า “...กลางเมืองสุโขทัยนี้มีพิหาร มีพระพุทธรูปทอง มีพระอัฎฐารศ มีพระพุทธรูปอันใหญ่ มีพระพุทธรูปอันราม...”  นอกจากนี้ในศิลาจารึกวัดป่ามะม่วง ปี พ.ศ. ๑๙๐๔  สมัยพระมหาธรรมราชาลิไท ยังกล่าวถึงพระพุทธรูปสัมฤทธิ์ พระพุทธรูปทอง ที่ประดิษฐาน ณ กลางเมืองสุโขทัยด้วย  พระพุทธรูปทองที่กล่าวถึงนี้ เข้าใจโดยทั่วไปว่าหมายถึง หลวงพ่อโต ของชาวเมืองเก่า ที่เคยประดิษฐานอยู่ภายในวิหารหลวงวัดมหาธาตุ  ต่อมาพระบาทสมเด็จพระพุทธยอดฟ้าจุฬาโลกมหาราช รัชกาลที่ ๑ แห่งกรุงรัตนโกสินทร์โปรดเกล้าฯ ให้อัญเชิญล่องแพไปประดิษฐาน ณ วิหารหลวงวัดสุทัศน์เทพวราราม กรุงเทพมหานคร  ซึ่งต่อมาพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว รัชกาลที่ ๔ ได้พระราชทานนามว่า พระศรีศากยมุนี  ปัจจุบันภายในวิหารหลวงวัดมหาธาตุ จึงยังปรากฏแท่นฐานขนาดใหญ่ของพระพุทธรูปองค์นี้เหลือให้เห็น  ส่วนพระอัฎฐารศ ที่กล่าวถึงในจารึกหลักที่ ๑ หมายถึงพระพุทธรูปยืนที่มีขนาดใหญ่สูง ๑๘ ศอก ประดิษฐานภายในมณฑปที่ขนาบอยู่สองข้างของเจดีย์ประธาน

 

           ถัดจากวิหารหลวงไปทางตะวันออกเป็นวิหารสูง ที่เรียกชื่อเช่นนี้เนื่องจากวิหารหลังนี้มีฐานสูงก่ออิฐเป็นลักษณะฐานบัว มีความสูงประมาณ ๑.๕ เมตร เป็นรูปแบบสถาปัตยกรรมสมัยอยุธยา ซึ่งสร้างขึ้นในภายหลัง ทำให้พื้นที่ว่างระหว่างหน้าวิหารสูงกับกำแพงวัดเหลือเพียงพื้นที่แคบ ๆ ไม่ได้สัดส่วนกับความสูงของตัวอาคาร

 

นอกจากนี้ภายในวัดมหาธาตุยังมีกลุ่มเจดีย์ จัดแยกออกเป็นกลุ่มหนึ่งอยู่ทางทิศใต้ของเจดีย์ประธาน  มีศูนย์กลางอยู่ที่เจดีย์ห้ายอด ซึ่งมีขนาดใหญ่เป็นที่สองรองจากเจดีย์ประธาน  ได้พบหลักฐานจารึกลานทองมีข้อความระบุเป็นที่น่าเชื่อว่าเจดีย์ห้ายอดนี้ เป็นที่บรรจุอัฐิของพระมหาธรรมราชาลิไท