หอพระมณเฑียรธรรม ตั้งอยู่ทางด้านทิศตะวันออกเฉียงเหนือ ของพระอุโบสถ ใกล้กับพระวิหารยอด ตรงข้ามกับหอพระนาก พระบาทสมเด็จพระพุทธยอดฟ้าจุฬาโลกมหาราช โปรดเกล้า ฯ ให้สร้างขึ้นไว้กลางสระน้ำทางทิศเหนือ ของพระอุโบสถใน พ.ศ. ๒๓๒๖ เพื่อประดิษฐานพระไตรปิฎกฉบับทอง ที่พระองค์โปรดเกล้า ฯ ให้สังคายนาขึ้น แต่หอพระมณเฑียรธรรมหลังนี้ ได้ถูกเพลิงไหม้หมด ในวันสมโภชพระไตรปิฎกนั้นเองใน พ.ศ. ๒๓๓๑ จึงไม่มีหลักฐานทางสถาปัตยกรรมใด ๆ เหลืออย นอกจากวิเคราะห์จากลักษณะที่ตั้ง และประโยชน์ใช้สอยว่า หอพระมณเฑียรธรรมหลังนี้ สร้างขึ้นเพื่อประดิษฐานพระไตรปิฎกฉบับทอง และยังใช้เป็นที่บอกหนังสือแก่พระภิกษุสามเณร และยังเป็นที่พักราชบัณฑิตอีกด้วย จึงสันนิษฐานว่า น่าจะเป็นอาคารขนาดใหญ่พอู่สมควร เพื่อให้เพียงพอกับประโยชน์ใช้สอยดังกล่าว อีกประการหนึ่งอาคารนี้สร้างในสระน้ำ จึงสันนิษฐานว่าคงจะเป็นอาคารโครงสร้างไม้ยกพื้นสูงเหนือระดับน้ำ มีระเบียงรอบตามแบบหอพระไตรปิฎกซึ่งสร้างในสระน้ำทั่ว ๆ ไป อีกทั้งการก่อสร้างในสมัยนั้น ถึงแม้จะมีความสามารถในการใช้โครงสร้างแบบก่ออิฐถือปูน แต่ก็ไม่ปรากฏว่ามีการก่อสร้างอาคารก่ออิฐถือปูนในน้ำมาก่อน