แรกเริ่ม การออกแบบพระอุโบสถ นาวาอากาศเอก อาวุธ เงินชูกลิ่น ผู้เชี่ยวชาญเฉพาะด้านสถาปัตยกรรม สถาปนิก 10 กรมศิลปากร (อดีตอธิบดีกรมศิลปากร) ผู้ออกแบบสถาปัตยกรรมในวัดพระราม ๙ กาญจนาภิเษก ได้นำแบบพระอุโบสถขึ้นทูลเกล้าฯ ถวาย พระบาทสมเด็จพระมหาภูมิพลอดุลยเดชมหาราช บรมนาถบพิตร หลังจากทอดพระเนตรแล้ว มีพระราชกระแสรับสั่งให้ย่อลง ให้กะทัดรัด สอดคล้องกับลักษณะของชุมชน ด้วยไม่โปรดให้ใหญ่โตเกินความจำเป็น

มีพระราชประสงค์ให้วัดนี้เป็นวัดของชุมชนบึงพระราม 9 เพื่อประกอบศาสนกิจ จากเดิมที่ออกแบบให้ภายในพระอุโบสถจุคนได้ 100 คนเศษ ทรงให้ลดเหลือเพียง 30-40 คน ลดงบประมาณจากที่ตั้งไว้ เดิม 57 ล้านบาท เป็นไม่เกิน 3 ล้านบาท ชี้ให้เห็นพระราชนิยมที่ประหยัด เรียบง่าย เน้นเพียงการใช้ประโยชน์สูงสุดที่สำคัญ และมีพระราชประสงค์ให้เป็นตัวอย่างของการสร้างวัดสำหรับชุมชนอีกด้วย

นาวาอากาศเอก อาวุธ เงินชูกลิ่น จึงน้อมรับพระราชกระแสรับสั่งดังกล่าว มาออกแบบเป็นพระอุโบสถใหม่ โดยเน้นประโยชน์ในอาคารอย่างคุ้มค่า วัสดุก่อสร้างทั้งหมดผลิตในประเทศ ส่วนรูปแบบทางศิลปกรรมเป็นการผสมผสานรูปแบบอย่างสถาปัตยกรรมปัจจุบัน โดยได้ต้นเค้าจากพระอุโบสถวัดต่างๆ ดังนี้

- พระอุโบสถ วัดราชาธิวาสราชวรวิหาร กรุงเทพมหานคร เช่น รูปทรงเสาอุโบสถ

- พระอุโบสถ วัดพระปฐมเจดีย์ราชวรมหาวิหาร จังหวัดนครปฐม เช่น ความเรียบง่าย มุขประเจิด

- พระอุโบสถ วัดเฉลิมพระเกียรติวรวิหาร จังหวัดนนทบุรี ซึ่งเป็นต้นแบบในการผูกลายปูนปั้นประดับหน้าบัน

โครงสร้างอุโบสถ เป็นคอนกรีตเสริมเหล็ก หลังคามุงกระเบื้องทำด้วยแผ่นเหล็กสีขาว องค์ประกอบเครื่องบนหลังคาเป็นปูนปั้นลายดอกพุดตาน ประดับหน้าบันด้วยลายปูนปั้นปิดทองเฉพาะที่ตราพระราชลัญจกรประจำรัชกาลที่ 9 ช่อฟ้า ใบระกา เป็นลวดลายปูนปั้น ไม่ปิดทองประดับกระจก ผนังและเสาก่ออิฐฉาบปูนเรียบทาสีขาว บานประตูหน้าต่างใช้กรอบอะลูมิเนียม ลูกฟักเป็นกระจก เพดานพระอุโบสถเป็นเพดานไม้เรียบ แต่ได้มีผู้มีจิตศรัทธาถวายโคมระย้าเป็นพุทธบูชาประดับไว้แทนรวม 4 ช่อ

สมเด็จพระกนิษฐาธิราชเจ้า กรมสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี โปรดให้จารึกคาถา เย ธมฺมาฯ ซึ่งในที่นี้ใช้อักษรอริยกะ ที่พระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวทรงประดิษฐ์ขึ้น แบบเดียวกับที่พระอุโบสถวัดพระปฐมเจดีย์