อยู่ในเกาะเมืองด้านทิศตะวันตก ติดกับสำนักงานโบราณคดีและพิพิธภัณฑสถานแห่งชาติที่ 3 ถนนอู่ทอง พระเจดีย์แห่งนี้เป็นโบราณสถานที่สำคัญยิ่งแห่งหนึ่งในเขตอุทยานประวัติศาสตร์พระนครศรีอยุธยา เป็นอนุสรณ์สถานของวีรสตรีไทยพระองค์แรก สมเด็จพระสุริโยทัยซึ่งสิ้นพระชนม์ในการทำสงครามยุทธหัตถีระหว่างสมเด็จพระมหาจักรพรรดิกับพระเจ้าแปรและเป็นการยืนยันเกียรติแห่งสตรีไทยที่ได้รับการยกย่องจากสังคมไทยมาแต่ครั้งบรรพกาล ปีพ.ศ.2091 สมเด็จพระมหาจักรพรรดิขึ้นครองราชสมบัติมีสมเด็จพระสุริโยทัยเป็นพระมเหสี หลังจากครองราชย์ได้ 7 เดือน พระเจ้าตะเบ็งชะเวตี้และบุเรงนองยกทัพเข้ามาล้อมกรุงศรีอยุธยาโดยผ่านมาทางด้านด่านพระเจดีย์สามองค์จังหวัดกาญจนบุรีและตั้งค่ายล้อมพระนคร สมเด็จพระมหาจักรพรรดิทรงช้างออกไปพร้อมกับพระราชโอรส สมเด็จพระสุริโยทัยทรงเป็นห่วงพระราชสวามีจึงได้ทรงเครื่องแบบอย่างนักรบชายประทับช้างตามเสด็จออกไป กองทัพกรุงศรีอยุธยาปะทะกับทัพหน้าของกรุงหงสาวดีซึ่งมีพระเจ้าแปรเป็นแม่ทัพ สมเด็จพระมหาจักรพรรดิทรงไสช้างเข้าชนกับช้างของพระเจ้าแปรและบังเอิญช้างทรงเกิดเพลี่ยงพล้ำ สมเด็จพระสุริโยทัยจึงไสช้างพระที่นั่งเข้าขวางพระเจ้าแปรด้วยเกรงว่าสมเด็จพระมหาจักรพรรดิพระราชสวามีจะเป็นอันตราย จนถูกพระแสงของ้าวฟันพระอังสาขาดสะพายแล่งสิ้นพระชนม์อยู่บนคอช้าง เมื่อสงครามยุติลงสมเด็จพระมหาจักรพรรดิทรงปลงพระศพของพระนาง และสถาปนาวัดที่ปลงพระศพขึ้นเป็นวัดสวนหลวงสบสวรรค์ (เดิมชื่อ วัดสบสวรรค์ซึ่งตั้งอยู่ในเขตสวนหลวงของวังหลังสมัยนั้น) ต่อมาในรัชสมัยพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ได้มีการสอบสวนหาตำแหน่งสถานที่ต่างๆ ที่กล่าวถึงในพระราชพงศาวดารเพื่อเรียบเรียงเป็นหนังสือประชุมพงศาวดารขึ้นทูลเกล้าฯถวาย จึงเป็นเหตุให้ทราบตำแหน่งของวัดสบสวรรค์ ซึ่งยังคงพบเจดีย์แบบย่อไม้สิบสองสูงใหญ่ปรากฏตามที่ตั้งในปัจจุบันนี้ ต่อมาพระบาทสมเด็จพระมงกุฏเกล้าเจ้าอยู่หัวได้ทรงขนานนามเรียกชื่อเจดีย์ว่า “เจดีย์พระศรีสุริโยทัย” 

ในปีพ.ศ. 2533 รัฐบาลได้มอบให้กรมศิลปากรและกรป.กลาง ดำเนินการบูรณะซ่อมแซมเสริมรูปทรงพระเจดีย์ที่ชำรุดให้อยู่ในสภาพเดิมและจากการบูรณะ กรมศิลปากรได้พบวัตถุโบราณ เช่น พระพุทธรูปผลึกแก้วสีขาวปางมารวิชัย พระเจดีย์จำลอง ผอบทองคำบรรจุพระธาตุ เป็นต้น ปัจจุบันเก็บรักษาไว้ในพิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ เจ้าสามพระยา