วิหารพระเจ้าอุ่นเมือง เป็นวิหารอยู่ด้านทิศตะวันตกของพระบรมธาตุ ด้านในประกอบด้วยพระเจ้าอุ่นเมือง 1 องค์ ซึ่งประดิษฐานอยู่แทนแก้วด้านบน และองค์ด้านล่างเป็น พระสิงห์หนึ่ง  ศิลปะเชียงแสน (พระสิงห์) และพระพุทธรูปองค์เล็กๆ อีกจำนวนหนึ่ง เป็นวิหารขนาดเล็กติดกับพระบรมธาตุด้านเหนือ สำหรับให้พุทธศาสนิกชนได้สักการะบูชา เพื่อระลึกถึงพระคุณของพระพุทธองค์