วัดศรีโคมคำเป็นวัดที่สร้างขึ้นภายหลังจากการก่อสร้างพระเจ้าตนหลวง ตัววิหารหลังเดิม ไม่ปรากฏหลักฐานแน่ชัดว่าผู้ใดสร้าง เนื่องจากเมืองพะเยามีการอพยพผู้คนจากภัยสงคราม ทำให้ตัวเมืองถูกปล่อยร้าง จนกระทั่งมีการฟื้นฟูเมืองขึ้นมาใหม่ หลังยุคที่กรุงธนบุรีและรัตนโกสินทร์ ตีเอาล้านนามาจากพม่า มาจนถึงช่วงที่พระยาประเทศอุดรทิศ เป็นผู้ครองเมืองพะเยาคนสุดท้าย ก่อนที่จะมีการเปลี่ยนระบบการปกครองแบบหัวเมือง มาเป็นมณฑลเทศาภิบาลในสมัยรัชกาลที่ 5 ช่วงสมัยนี้ เริ่มมีการบูรณะวัดศรีโคมคำและพระเจ้าตนหลวงขึ้นมาอีกครั้ง หลังตัววัดและองค์พระมีสภาพทรุดโทรมมาเกือบ 60 ปี

การบูรณะวัดศรีโคมคำ เป็นการบูรณะไปทีละส่วน เนื่องจากขาดงบประมาณ ทำให้เกิดความล่าช้า จนเมื่อ ปี พ.ศ. 2465 ชาวเมืองพะเยา ภายใต้การนำของพระยาประเทศอุดรทิศได้อาราธนาครูบาศรีวิชัยจากเมืองลำพูน เข้ามาเป็นประธานฝ่ายสงฆ์ การบูรณะวัด ปี พ.ศ. 2466 ภายใต้การนำของครูบาศรีวิชัย ได้มีการรื้อวิหารหลังเก่าที่ครอบพระเจ้าตนหลวงออกแล้วสร้างหลังใหม่ขึ้นมาแทน มีการสร้างศาลาราย โบสถ์ วิหารพระพุทธบาทจำลอง ทั้งหมดแล้วเสร็จภายในระยะเวลาเพียง 1 ปี จนเมื่อปี พ.ศ. 2467 ก็ได้มีการทำบุญฉลองวัดที่บูรณะขึ้นมาใหม่ เป็นระยะเวลานานกว่าหนึ่งเดือน