หลักฐานโบราณสถานและโบราณวัตถุในวัดแสดงถึงความเก่าแก่ที่น่าจะมีมาตั้งแต่ครั้งสมัยกรุงศรีอยุธยา และได้รับการปฏิสังขรณ์ครั้งใหญ่ในสมัยสมเด็จพระเจ้าเสือ (พ.ศ.๒๒๔๖-๒๒๕๑) โดยพระสุวรรณมุนี (สังฆราชแตงโม) ชาวเพชรบุรีซึ่งเคยมาอยู่อาศัยในวัดนี้และบรรพชาเป็นสามเณรก่อนจะขี้นไปอยู่กรุงศรีอยุธยา ในสมัยรัชกาลที่ ๕ เมื่อปี พ.ศ.๒๔๕๒ พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเหล้าเจ้าอยู่หัวโปรดเกล้าฯ ให้ยกวัดใหญ่สุวรรณารามขึ้นเป็นพระอารามหลวง และเสด็จทอดพระเนตรหลายครั้งพร้อมทั้งพระราชทานเงินสำหรับการปฏิสังขรณ์วัดด้วย แสดงถึงความสำคัญของวัดใหญ่สุวรรณารามที่ได้รับการบูรณะปฏิสังขรณ์มาโดยตลอด โบราณสถานที่ปรากฏอยู่ในวัดใหญ่สุวรรณารามนั้นทรงคุณค่าทางด้านศิลปกรรม และสถาปัตยกรรมโบราณที่งดงาม
สมัยกรุงศรีอยุธยา อันประกอบด้วย

     พระอุโบสถ ก่ออิฐถือปูนที่มีฐานปัทม์อ่อนโค้งแบบฐานสำเภาภายในมีภาพจิตรกรรมฝาผนังสีฝุ่น ภาพพุทธประวัติ และเทพชุมนุม เสาและเพดานมีการตกแต่งด้วยลายทองบนพื้นแดงอย่างวิจิตร ตัวพระอุโบสถมีวิหารคตที่สร้างขึ้นในสมัยรัชกาลที่ ๕ ล้อมรอบ

     ศาลาการเปรียญ ลักษณะเป็นเรือนไทยขนาดใหญ่ ม.ร.ว.ศึกฤทธิ์ ปราโมช สันนิษฐานว่าเป็นพระตำหนักเจ้าพระขวัญในสมเด็จพระเพทราชา ที่สมเด็จพระเจ้าเสือได้พระราชทานให้พระสุวรรณมุนีมาปลูกเป็นศาลาการเปรียญ ลักษณะเด่น คือ ฝาผนังเป็นไม้แบบฝาปะกนด้านนอกเดิมเขียนลายทอง มีพรึงเป็นรูปกระจังปฏิญาณขนาดใหญ่ประดับโดยรอบอาคาร ทางด้านทิศเหนือมีหน้าต่างรูปแบบพิเศษ ๒ ช่อง โดยมีกรอบเช็ดหน้าประดับด้วยซุ้มเรือนแก้วปิดทอง ประตูทางเข้าศาลาการเปรียญด้านทิศตะวันออกมี ๓ บาน ตั้งอยู่ในกรอบเช็ดหน้าทำเป็นรูปซุ้มเรือนแก้ว เน้นเป็นพิเศษที่ประตูกลางซึ่งบานประตูเป็นไม้มีการจำหลักลายก้านขดหางโต ปลายก้านลายเป็นรูปหงส์ คชสีห์ ราชสีห์สอดแทรกด้วยพันธุ์ไม้ และสัตว์จำพวก ลิง กระรอก และนกจับตามก้านลาย อกเลาแกะเป็นลายรักร้อยตลอดไม่มีนม เชิงประตูเป็นภาพธรรมชาติและรูปสัตว์ ส่วนฝาผนังภายในศาลาการเปรียญมีภาพจิตรกรรมสีฝุ่นผสมกาวเขียนเป็นภาพเทพชุมนุม ทวารบาล และภาพสัตว์ชนิดต่างๆ สภาพลบเลือนมาก เสาศาลาการเปรียญเขียนเป็นลายรดน้ำแตกต่างกันในแต่ละคู่

     หอไตร ตั้งอยู่กลางสระน้ำ ลักษณะเป็นอาคารไม้ทรงไทยชั้นเดียวมีเสาไม้ ๓ เสาตามแนวยาวกลางอาคารซึ่งเป็นรูปแบบพิเศษ ฝาไม้ปะกน หลังคาทรงจั่วยอดแหลม มุงกระเบื้องเกล็ดเต่า

     นอกจากนี้ยังมีโบราณสถานที่สำคัญอีกหลายอย่างภายในวัดใหญ่สุวรรณาราม เช่น
หมู่กุฏิสงฆ์ศาลาโถง หอระฆัง หอไตรหลังใหม่ พระปรางค์ เจดีย์ ถาน เป็นต้น ซึ่งมีรูปแบบศิลปกรรมในสมัยกรุงศรีอยุธยาและกรุงรัตนโกสินทร์ที่มีคุณค่าเป็นมรดกทางวัฒนธรรมที่สำคัญ กรมศิลปากรได้ประกาศขึ้นทะเบียนวัดใหญ่สุวรรณารามเป็นโบราณสถานของชาติในราชกิจจานุเบกษา เล่ม ๑๑๘ พิเศษ ๘๗ ง เมื่อวันที่ ๑๐ กันยายน ๒๕๔๔