วิหารธรรมศาลา  ภายในวัดพระมหาธาตุวรมหาวิหาร ตั้งอยู่ทางด้านทิศตะวันออกด้านกึ่งกลางขององค์พระบรมธาตุเจดีย์ ตรงประตูเยาวราช โดยส่วนท้ายของวิหารยื่นเข้าไปในระเบียงคด ลักษณะสถาปัตยกรรมของวิหารธรรมศาลา เป็นอาคารก่ออิฐถือปูน หลังคามุงกระเบื้องเคลือบสี ประดับช่อฟ้าใบระกา หางหงส์ตามแบบสถาปัตยกรรมไทย ผนังด้านหน้าประดิษฐานพระพุทธรูปประทับยืนทรงเครื่องปางประทานอภัย เรียกว่า พระพุทธรูปพระทนทกุมาร ซึ่งอยู่ระหว่างบูรณะลงรัก ปิดทองพระพุทธรูปดังกล่าว ส่วนด้านหลังพระวิหารประดิษฐานพระพุทธรูปยืนทรงเครื่องปางห้ามญาติ เรียกว่า “พระพุทธรูปพระนางเหมชาลา”

“ตำนานเมืองนครศรีธรรมราช”  กล่าวถึง “พระเหมชลา” (หรือพระนางเหมมาลา) และ “พระทนทกุมาร” (หรือเจ้าธนกุมาร) ว่าเป็นพระธิดาและพระโอรสของพญาสีหราชแห่งเมือง “ทรทบุรี”  (หรือธนบุรี) ได้อัญเชิญพระบรมสารีริกธาตุของพระสัมมาสัมพุทธเจ้าหนีภัยจากข้าศึก (ท้าวอังกุตราช) ที่ยกทัพมาแย่งชิงพระบรมสารีริกธาตุ พี่น้องทั้งสองจึงลงเรือสำเภาเพื่อไปยังกรุงลังกา แต่เรือถูกคลื่นใหญ่ซัดอยู่หลายวัน ในที่สุดก็มาขึ้นฝั่งที่เมืองตรังจึงดั้นด้นพงไพรจนมาพบ “หาดทรายแก้ว” และตัดสินใจฝังพระบรมสารีริกธาตุไว้ ณ หาดทรายดังกล่าว ซึ่งเป็นที่กำเนิดของพระบรมธาตุเจดีย์นครศรีธรรมราช การสร้างพระพุทธรูปพระเหมชาลา และพระทนทกุมาร จึงเป้นการบอกเล่าประวัติเหตุการณ์สำคัญครั้งนั้นไว้แก่อนุชน (จากข้อเขียนของ ฉัตรชัย ศุกระกาญจน์. พระบรมธาตุสู่มรดกโลก)

ภายในห้องโถงวิหารธรรมศาลา เป็นที่ประดิษฐาน “พระธรรมศาลา” เป็นพระพุทธรูปปางมารวิชัย และที่ผนังตรงข้ามกับพระธรรมศาลาเป็นที่ประดิษฐานเจดีย์ขนาดย่อมองค์หนึ่งเรียกว่า “เจดีย์สวรรค์”

เมื่อปี พ.ศ. 2537 และปี พ.ศ. 2561 ภายในวิหารธรรมศาลาได้ถูกดัดแปลงเป็นห้องนิรภัย สำหรับเก็บรักษาทองคำเมื่อครั้งบูรณะปลียอดทองคำองค์พระบรมธาตุเจดีย์นครศรีธรรมราช

ลักษณะสำคัญของวิหารธรรมศาลา

วิหารธรรมศาลา ตั้งอยู่ทางทิศตะวันออกของเจดีย์ประทาน ซึ่งเป็นรูปแบบการวางตำแหน่งวิหารตามสถาปัตยกรรมสมัยอยุธยาผนังด้านหน้าและด้านหลังของวิหารธรรมศาลาเป็นที่ประดิษฐานพระพุทธรูป โดยผนังด้านหน้าประดิษฐานพระพุทธรูปยืนทรงเครื่องปางประทานอภัย เรียกว่า “พระพุทธรูปพระทนทกุมาร” และส่วนท้ายของวิหารประดิษฐานพระพุทธรูปทรงเครื่องปางห้ามญาติ เรียกว่า “พระนางเหมชาลา”

เป็นที่ประดิษฐานพระพุทธรูปประธานปางมารวิชัย เรียกว่า “พระธรรมศาลา” รวมทั้งพระพุทธรูปขนาดย่อม ข้างละ ๒ องค์ซ้อนกัน

ผนังด้านสกัดตรงข้ามกับพระธรรม ศาลามีการประดิษฐานเจดีย์ทรงกลมประดับกระจกองค์หนึ่งเรียกว่า “เจดีย์สวรรค์” ซึ่งตามตํานานพระบรมธาตุนครศรีธรรมราช กล่าวว่าสร้างในศักราช ๒๑๔๑ เพื่อบรรจุอัฐิของพระยารามราชท้ายน้ํา ซึ่งเสียชีวิตระหว่างสงครามกับโจรสลัด

ส่วนท้ายของวิหารธรรมศาลายื่นเข้าไปในระเบียงคด มีการทําผนังกั้นจึงแยกออกเป็น ๒ ส่วน ทําให้พื้นที่ส่วนท้ายวิหารมีลักษณะเป็นห้อง คล้ายกับส่วนของอาคารสมัยอยุธยาที่เรียกว่า “ท้ายจระนํา”

หน้าบันพระวิหารธรรมศาลา  มีการสลักข้อความระบุปีพุทธศักราชที่บูรณะ