เดิมเรียกว่า”กู่หลวง” แรกสร้างเป็นเจดีย์เล็ก ๆ ทรงสี่เหลี่ยมในสมัยพญาแสนเมืองมา เพื่ออุทิศส่วนกุศลให้แก่้พระราชบิดา  ต่อมาในสมัย”พระเจ้าติโลกราช” แห่งราชวงศ์มังราย โปรดให้สร้างเสริมเจดีย์ใหม่ โดยขยายฐานให้กว้างออกถึง 56 เมตร สูง 95 เมตร เป็นทรงเจดีย์แบบพุกาม มีรูปปั้นช้างค้ำรายล้อมรอบองค์เจดีย์ สามารถมองเห็นได้แต่ไกล แล้วอัญเชิญพระแก้วมรกตมาประดิษฐานที่มุขด้านตะวันออกของเจดีย์เป็นเวลานานถึง 80 ปี  ต่อมามีฝนตกหนัก และเกิดแผ่นดินไหวครั้งใหญ่ เป็นสาเหตุให้ส่วนยอดของเจดีย์หักพังเหลือเพียงครึ่งองค์ เกิดรอยร้าวที่องค์พระเจดีย์สุดที่จะแก้ไขได้ จึงถูกทิ้งร้างมานานถึง 445 ต่อมาปี ก่อนที่ในสมัยปัจจุบันกรมศิลปกรได้ทำการบูรณะจนเป็นดังปัจจุบันนี้

วิหารหลวงของวัดเจดีย์หลวงวรวิหาร นี้เจ้าคุณอุบาลีคุณปรมาจารย์ (สิริจันทะเถระ) และเจ้าแก้วนวรัฐเป็นผู้สร้างขึ้นในปี พ.ศ. 2471 หน้าประตูทางเข้าวิหาร มีบันไดนาคเลื้อยงดงามยิ่ง ใช้หางเกี่ยวกระหวัดขึ้นไปเป็นซุ้มประตูวิหาร นาคคู่นี้เป็นฝีมือเก่าแก่ที่มีมาตั้งแต่เดิมได้ชื่อว่าเป็นนาคที่สวยที่สุดของภาคเหนือ

ภายในพระวิหารหลวง มีพระอัฎฐารสเป็นพระประธาน เป็นพระปางห้ามญาติ หล่อด้วยทองสำริด พระนางติโลกะจุดา ราชมารดาของพญาติโลกราช โปรดฯให้หล่อขึ้น ในปี พ.ศ. 1954

ตั้งอยู่กลางวิหารจตุรมุขศิลปะแบบล้านนาประยุกต์ เป็นเสาอิฐก่อปูนตัดกระจกสี บนเสาอินทขิลมีพระพุทธรูปทองสำริดปางรำพึง ประดิษฐานอยู่ภายในบุษบก เสาอินทขิลที่ประดิษฐานอยู่ที่วัดเจดีย์หลวงมีบันทึกไว้ว่าพญามังรายมหาราช ปฐมกษัตริย์ทรงสร้างเสาอินทขิล เมื่อครั้งสถาปนา “นพบุรีศรีนครพิงค์เชียงใหม่” เดิมอยู่ที่วัดสะดือเมืองหรือวัดอินทขิล กลางเวียงเชียงใหม่ (ปัจจุบันคือหอประติโลกราช ข้างศาลากลางหลังเก่า) ครั้ง”พระเจ้ากาวิละ”ครองเมืองเชียงใหม่ ได้ย้ายมาประดิษฐานที่วัดเจดีย์หลวง โดยบูรณะขึ้นใหม่เป็นเสาปูน พร้อมกับทำการบวงสรวงเป็นพระเพณีสืบทอดกันมาจนถึงปัจจุบัน

เสาอินทขิลประดิษฐานอยู่ในวิหารจตุรมุขทรงไทยหลังเล็กๆ เสาอินทขิลนี้สร้างด้วยไม้ซุงต้นใหญ่ ฝังอยู่ใต้ดิน ทุกปีในวันแรม 12 ค่ำเดือน 8 (เหนือ) หรือประมาณเดือนพฤษภาคมจะมีงานเรียกว่า เข้าอินทขิล เป็นการฉลองหลักเมือง

คำบูชาเสาอินทขิล
“อินทะขีลัง สิทธิชัยยะ อินทะขีลัง สิทธิชัยยะ
อินทะขีลัง มังคะลัตถิ อินทะขีลัง โสตถิมังคะลัง”

ส่วนตำนานการสร้างเสาอินทขิลเดิมนั้นเริ่มจากชาวลัวะได้ตั้งชุมชนหรือเวียงนพบุรีขึ้นที่ราบลุ่มแม่น้ำปิง เชิงดอยสุเทพ พร้อมกันนั้นได้ตั้งเสาอินทขิลขึ้นเป็นศูนย์รวมจิตใจของชาวเมือง พร้อมกับมอบกุมภัณฑ์สองตนทำหน้าที่รักษาเวียงให้มั่นคง ตามคำแนะนำของฤาษี ชาวเมืองต้องทำพิธีบูชาเสาอินทขิลและเลี้ยงกุมภัณฑ์ หากปล่อยปละละเลยไม่บูชาบ้านเมืองจะวินาศ

วิหารหลวงปู่มั่น ภูริทัตโต อยู่ติดบต้นยางใหญ่โบราณ ด้านหน้าประตูวิหารเป็นพญานาคมองไปทางเจดีย์หลวง
หลวงปู่มั่น ภูริทัตโต ท่านเคยดำรงตำแหน่งเจ้าอาวาสวัดเจดีย์หลวงอยู่ระยะหนึ่ง ในช่วงปี พ.ศ. 2471 ภายในวิหารหลวงปู่มั่น มีรูปเหมือนขององค์ท่านอยู่ภายใน