อุโบสถมีขนาด 5 ห้อง มีมุขหน้าและหลัง ซุ้มประตูหน้าต่างทำเป็นซุ้มคล้ายซุ้มบันแถลง หลังคาซ้อน 2 ชั้น 2 ตับ ประดับช่อฟ้า ใบระกา หางหงส์ หน้าบันประดับลายปูนปั้นรูปนารายณ์ทรงครุฑ โดยรูปพระนารายณ์สองพระกรอยู่ในท่าพนม อีกสองพระกรถือจักรและตรี รอบอุโบสถมีใบเสมาอยู่บนฐานเตี้ย ๆ ติดกับผนังอุโบสถ รอบอุโบสถมีใบเสมาอยู่บนฐานเตี้ย ๆ ติดกับผนังอุโบสถ รูปทรงของใบเสมาเป็นแบบที่นิยมในสมัยพระบาทสมเด็จพระนั่งเกล้าเจ้าอยู่หัว คือประดับวงกลมที่ตรงกลาง ด้านบนเป็นกลีบบัวทรงชายคลุมสามแฉก เหนือขึ้นไปเป็นรัดเกล้า แต่ใบเสมาของวัดชัยมงคลนั้นใหญ่และหนา ต่างจากใบเสมาทั่วไปในสมัยพระบาทสมเด็จพระนั่งเกล้าเจ้าอยู่หัว ที่บาง เป็นไปได้ว่าเป็นของที่สร้างหรือซ่อมใหม่ในภายหลัง ภายในอุโบสถประดิษฐานพระประธานปางมารวิชัย ประดิษฐานบนฐานชุกชีซึ่งซ้อนกัน 5 ชั้น ประดับลายปูนปั้นกลีบบัวหงายและลายดอกประจำยาม เพดานอุโบสถเขียนทองลายดาวล้อมเดือน ไม่ปรากฏภาพจิตรกรรมฝาผนัง

เจดีย์องค์หนึ่งอยู่หลังอุโบสถ มีเพียงลวดบัวที่ซ้อนกันขึ้นไปคล้ายกับปล้องไฉนแล้วมีปลีอยู่ด้านบนสุด ไม่มีองค์ระฆัง ไม่มีบัลลังก์ ไม่ใช่ทั้งเจดีย์ทรงกลมหรือย่อมุม เจดีย์องค์นี้อยู่คู่กับวัดมานาน ดังปรากฏในชุดภาพถ่ายเก่าของคาร์ล เดอริง ที่เดินทางเข้ามาในสยามในสมัยพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวถึงต้นสมัยพระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว โดยบรรยายใต้ภาพว่า "วัดช่างแสง" จากภาพนี้พบว่า เจดีย์องค์นี้เคยมีเจดีย์บริวารที่มุมของฐาน มีรูปทรงคล้าย ๆ กัน ซึ่งปัจจุบันไม่มีอยู่แล้ว และตัวฐานเองก็เปลี่ยนไปมาก[2]