พิพิธภัณฑสถานแห่งพระพุทธบาท หรือ พระวิหาร 16 ห้อง ตั้งอยู่เชิงบันไดใกล้พระราชนิเวศน์โบราณ เดิมถูกใช้เป็นที่ประทับเจ้านายฝ่ายใน ต่อมาในช่วงงานเทศกาลจะเป็นที่พักของพระอาคันตุกะ และใช้เป็นที่บำเพ็ญกุศลของพุทธศาสนิกชน ในปี พ.ศ.2478 จึงเปลี่ยนมาเป็น “พิพิธภัณฑสถานแห่งพระพุทธบาท” ภายในเก็บรวบรวมโบราณวัตถุ ศิลปวัตถุที่สำคัญของวัด อาทิ เครื่องทรงสมเด็จพระเจ้าทรงธรรม เครื่องลายครามสังคโลก เครื่องทองสำริดโบราณ ศาสตราวุธโบราณ รอยพระพุทธบาทจำลอง ยอดมณฑปพระพุทธบาทเก่า พัดยศของพระสมัยต่างๆ โดยพิพิธภัณฑ์ จะเปิ