แนวคิดทางประวัติศาสตร์และโบราณคดีเกี่ยวกับการสร้างวัดมเหยงคณ์ ได้แตกออกเป็น ๒ แนวทาง คือ

ตามพงศาวดารเหนือได้บันทึกไว้ว่า พระนางกัลยาณี มเหสีของพระเจ้าธรรมราชา (พ.ศ. ๑๘๔๔ – ๑๘๕๓) กษัตริย์องค์ที่ ๘ ของอโยธยาเป็นผู้สร้างวัดมเหยงคณ์ ซึ่งแสดงว่าวัดมเหยงคณ์สร้างในสมัยอโยธยาก่อนตั้งกรุงศรีอยุธยาอย่างน้อย ๔๐ ปี

ส่วนพงศาวดารฉบับพระราชหัตถเลขา กล่าวว่าศักราช ๗๘๖ มะโรงศก (พ.ศ. ๑๙๖๗) สมเด็จพระบรมราชาธิราชเจ้า (เจ้าสามพระยา) กษัตริย์กรุงศรีอยุธยาเป็นผู้สร้างวัดมเหยงคณ์ขณะที่พงศาวดารฉบับหลวงประเสริฐอักษรนิติกล่าวว่าศักราช ๘๐๐ มะเมียศก (พ.ศ. ๑๙๘๑) สมเด็จบรมราชาธิราชเจ้า (เจ้าสามพระยา) เป็นผู้สร้างวัดมเหยงคณ์

มีการวิเคราะห์กันว่า วัดมเหยงคณ์นั้นถูกสร้างขึ้นตั้งแต่ครั้งอโยธยา แต่ชำรุดทรุดโทรมเมื่อเวลาผ่านไปกว่า ๑๐๐ ปี ถึงสมัยสมเด็จพระบรมราชาธิราชทรงเห็นว่าเป็นวัดเก่าแก่ จึงทรงบูรณะและสร้างเพิ่มเติมให้ใหญ่โตจากโครงสร้างเดิมที่มีอยู่แล้ว วัดมเหยงคณ์ได้รับการบูรณปฏิสังขรณ์ครั้งใหญ่ ในสมัยกษัตริย์พระนามว่า พระภูมิมหาราช (พระเจ้าอยู่หัวท้ายสระ) ในปีฉลูเอกศก (สมัยกรุงศรีอยุธยาตอนปลาย พ.ศ. ๒๒๕๒) วัดมเหยงคณ์ได้เจริญรุ่งเรืองอย่างมากในสมัยกรุงศรีอยุธยา และคงรุ่งเรืองตลอดมาจนถึงสมัยกรุงศรีอยุธยาแตกใน พ.ศ.๒๓๑๐

ภายในวัดมหเยงคณ์มีพระอุโบสถตั้งอยู่บานฐานสูง ๒ ชั้นลดหลั่นกัน ขนาดพระอุโบสถกว้าง ๑๘ เมตร ยาว ๓๖ เมตร นับว่าเป็นพระอุโบสถที่ใหญ่ที่สุดในเขตจังหวัดพระนครศรีอยุธยา หลังพระอุโบสถทางทิศตะวันตกพ้นเขตกำแพงแก้ว จะพบพระเจดีย์ฐานช้างล้อมซึ่งเป็นเจดีย์องค์ประธานของวัดมเหยงคณ์ตั้งอยู่บนฐานทักษิณสี่เหลี่ยมจัตุรัส กว้างยาวด้านละ ๓๒ เมตร มีกำแพงแก้วล้อมรอบ มีบันไดทางขึ้นทั้ง ๔ ทิศ ที่ฐานทักษิณมีรูปช้างปูนปั้นยืนประดับอยู่ตามซุ้มรอบฐานรวม ๘๐ เชือก องค์เจดีย์ประธานยอดเจดีย์หักตั้งแต่ใต้บัลลังก์ลงมา ฐานชั้นล่างของพระเจดีย์มีซุ้มพระพุทธรูปจตุรทิศยื่นออกมาเห็นชัดเจน