อุโบสถทรงไทยโบราณที่กรมศิลปากรได้ขึ้นทะเบียนเป็นโบราณสถาน อุโบสถสร้างขึ้นในสมัยอยุธยา มีความพิเศษ คือ ไม่มีเสาและใช้วัสดุก่อสร้างแบบโบราณนอกจากนั้นกรมศิลปากรยังได้ขึ้นทะเบียนเจดีย์มุเตา เจดีย์ชเวดากอง จิตรกรรมฝาผนังเรื่องราวพุทธประวัติในอุโบสถ อาคารและสิ่งก่อสร้างอื่น ๆ ของวัดได้แก่ กุฏิศิลปะผสม อาคารเรียนไม้ 2 ชั้นโรงเรียนรามัญมุนี สะพานโค้งศิลปะตะวันตกสร้างขึ้นสมัยรัชกาลที่ 5 วิหารสร้างขึ้นเมื่อสมัยรัชกาลที่ 5 วัดยังมีเสาหงส์ตั้งอยู่หน้าวัดหันออกสู่แม่น้ำเจ้าพระยา

วัดบางหลวงมีพระพุทธรูปโบราณที่สำคัญ คือ หลวงพ่อใหญ่ พระประธานปางมารวิชัยในอุโบสถ ถือเป็นพระประธานที่เก่าแก่และใหญ่ที่สุดในจังหวัดปทุมธานี หลวงพ่อเพชร เป็นพระพุทธรูปปางมารวิชัยขัดสมาธิเพชร พระหัตถ์ซ้ายบิดไปมาได้ หล่อด้วยสัมฤทธิ์ตันทั้งองค์ สมัยเชียงแสน มีหน้าตักกว้าง 25 นิ้ว สูง 39 นิ้ว ที่ถูกค้นพบขณะที่ขุดคลองลัดเตร็ดใหญ่ ในสมัยสมเด็จพระเอกาทศรถ ประมาณ พ.ศ. 2151 พระปทุมธรรมราช พระพุทธรูปปางขัดสมาธิเพชร หล่อด้วยโลหะผสม หน้าตักกว้าง 3 คืบ พระสุคตประมาณ 40 นิ้ว สูง 50 นิ้ว ห่มจีวรสังฆาฏิพาด ตั้งอยู่บนฐานบัว สูง 8 นิ้ว ยาว 47 นิ้ว วัดความสูงถึงยอดพระเกตุมาลาได้ 65 นิ้ว เป็นพระประจำจังหวัดปทุมธานี สร้างในสมัยรัชกาลที่ 5 โดย พระศาสนโสภณ (อ่อน) และ พระงอก บนพระอังสามีลักษณะยื่นออกมา ประดิษฐานไว้ในกุฏิเก่าของท่านเจ้าคุณพระราชสุเมธาภรณ์[3]