รูปแบบวิหารจัดสร้างตามแบบสถาปัตยากรรมล้านนามีลักษณะเป็นวิหารโล่ง ออกแบบโดยนำรูปแบบวิหารวัดพระธาตุลำปางหลวง วิหารวัดไหล่หิน อำเภอเกาะคา จังหวัดลำปาง และวิหารวัดปงยางคก อำเภอห้างฉัตร จังหวัดลำปาง รวมทั้งรูปแบบของวัดเชียงทอง เมืองหลวงพระบาง มาเป็นต้นแบบในการก่อสร้างออกแบบโดย สล่ารุ่ง จันทร์ตาบุญ ผู้ชำนาญการออกแบบสถาปัตยกรรมล้านนา
ขนาดวิหาร กว้าง ๘.๙๔ เมตรยาว ๒๐.๐๕ เมตร พื้นที่ใช้ส้อย ๑๘๐ ตารางเมตร โครงสร้างพื้นฐานรากอิฐถือปูน เครื่องบนทำด้วยไม้เนื้อแข็ง (ใช้ไม้เต็งเป็นหลัก) มุงหลังคาด้วยกระเบื้องดินขอ มี ๔ ซด ๓ ตับ สันหลังคาซดที่ ๓ ประดับปูนปั้นเป้นประสาทเฟื่องประดับด้วยฉัตร ๕ ชั้นช่อฟ้าทำด้วยไม้สักแกะสลักปิดทองที่อกด้านหน้า หน้าบน ทำด้วยไม้สักแกะสักปิดทองประดับพระนามาภิไธย “สธ” ที่หน้าบันวิหาร ใช้เวลาก่อสร้าง ๓๗๗ วันเริ่มตั้งแต่วันที่ ๑๒ ตุลาคม ๒๕๔๙ - ๑๓ ธันวาคม ๒๕๕๐ งบประมาณการก่อสร้างรวมสิ่งประกอบอื่นๆ ประมาณ ๑๐ ล้านบาท
สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี ทรงประกอบพิธีบรรจุพระบรมสารีริกธาตุบนเศียรพระเจ้าล้านทองเฉลิมพระเกียรติฯ ทรงประกอบพิธียกช่อฟ้าวิหารฯ และทรงปลูกต้นศรีมหาโพธิ์บริเวณวิหารพระเจ้าล้านทองเฉลิมพระเกียรติฯ เมื่อวันที่ ๑๗ กุมภาพันธ์ พุทธศักราช ๒๕๕๑