แต่เดิม หลวงพ่อพุทธโสธรประทับอยู่ในโบสถ์หลังเก่าที่มีขนาดเล็ก รวมกับพระพุทธรูปอื่น ๆ 18 องค์ จนกระทั่งในปี พ.ศ. 2509 พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวภูมิพลอดุลยเดช เสด็จราชดำเนินมาที่วัดแห่งนี้ มีพระราชปรารภเรื่องความคับแคบของพระอุโบสถเดิม พระพรหมคุณาภรณ์ (จริปุณโญ ด. เจียม กุลละวณิชย์) อดีตเจ้าอาวาสจึงได้รวบรวมเงินบริจาคเพื่อจัดซื้อที่ดินสำหรับสร้างพระอุโบสถหลังใหม่

พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวทรงพระมหากรุณาธิคุณ โปรดเกล้าฯ ให้สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี ทรงเป็นองค์ประธานการสร้าง และทรงเป็นผู้กำกับดูแลงานสร้างพระอุโบสถหลังใหม่ พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวได้เสด็จพระราชดำเนิน ทรงประกอบพิธีวางศิลาฤกษ์ เมื่อ พ.ศ. 2531 และทรงประกอบพิธียกยอดฉัตรทองคำ น้ำหนัก 77 กิโลกรัม ประดิษฐานเหนือยอดมณฑป เมื่อวันที่ 5 กันยายน พ.ศ. 2539 สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ เสด็จมาทรงตัดหวายลูกนิมิต เมื่อวันที่ 30 สิงหาคม พ.ศ. 2549 [1]

การก่อสร้างพระอุโบสถหลังใหม่ สร้างขึ้นครอบพระอุโบสถหลังเดิม โดยใช้เทคนิควิศวกรรมสมัยใหม่ โดยไม่มีการเคลื่อนย้ายองค์หลวงพ่อพุทธโสธร และพระพุทธรูปทั้ง 18 องค์ [1] งานออกแบบด้านสถาปัตยกรรม โดยนายประเวศ ลิมปรังษี งานด้านวิศวกรรมโครงสร้าง โดย สำนักออกแบบนายอรุณ ชัยเสรี[2]

ศิลปะภายในพระอุโบสถหลวงพ่อพุทธโสธร ประกอบด้วยภาพจิตรกรรมฝาผนังโดยรอบนับตั้งแต่พื้นพระอุโบสถ เสา ผนัง และเพดานจะบรรจุเรื่องราวให้เป็นแดนแห่งทิพย์ เป็นเรื่องราวของสีทันดรมหาสมุทร จตุโลกบาล สวรรค์ชั้นดาวดึงส์ พรหมโลก ดวงดาว และจักรวาล โดยตำแหน่งของดวงดาวบนเพดาน กำหนดตำแหน่งตรงกับวันที่ 5 กันยายน พ.ศ. 2539 ณ เวลาที่พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ทรงประกอบพิธียกยอดฉัตรทองคำ

วัดโสธรวรารามวรวิหาร เป็นวัดที่มีผู้คนมาอธิษฐานขอพรกันเป็นจำนวนมาก จึงทำให้ในช่วงวันหยุดเสาร์-อาทิตย์ และวันหยุดนักขัตฤกษ์จะมีผู้คนแวะเวียนกันมาหนาแน่นตลอดทั้งวัน หากใครประสบผลสำเร็จในคำขอพร คำบนบาน ก็มักจะมาแก้บนกันด้วยไข่ต้ม หรือ ละครรำ แต่ไข่ต้มนั้นเป็นที่นิยมอย่างมาก จนทำให้การถือตะกร้าไข่ต้มในวัดแห่งนี้เป็นเรื่องปกติไปเลย

ทางวัดมีโซนจอดรถบริเวณด้านหลังวัด โดยมีพื้นที่จอดค่อนข้างกว้างขวาง สามารถรองรับผู้คนได้เป็นจำนวนมาก แต่หากมีผู้คนมาเกินกว่าที่พื้นที่ของทางวัดรองรับได้ ก็สามารถจอดรถฝั่งตรงข้ามที่เป็นส่วนของโรงเรียนได้