วิหารวัดศรีดอนชัย ได้ปรากฏในหลักฐาน เมื่อ พ.ศ. ๒๔๓๘ เจ้าอาวาสได้สร้างวิหารทรงไทลื้อ มีขนาดกว้า ๙ เมตร ยาว ๒๐ เมตร ก่ออิฐถือปูนขาวโบราณ เสาไม้เนื้อแข็ง มุงด้วยแป้นเกล็ด(กระเบื้องไม้) และสร้างกุฏิพร้อมกับ ก่อกำแพงล้อมรอบวัด มีการเฉลิมฉลองตามประเพณี ประมาณปี พ.ศ. ๒๕๐๗ วิหารได้ทรุดโทรมเป็นอันมาก คณะศรัทธาจึงได้ช่วยกันรื้อวิหาร คงไว้เฉพาะประประธานในวิหาร นอกนั้นได้ช่วยกันสร้างวิหารใหม่ทั้งหมด ซึ่งเป็นที่น่าเสียดายที่วิหารทรงไทลื้อที่เป็นฝีมือของบรรพบุรุษได้ล่มสลายไปในคราวนี้ (รูปทรงเดิมเหมือนกับวัดบ้านหนองบัว อ.ท่าวังผา ซึ่งเขาอนุรักษ์ไว้จนถึงปัจจุบัน)

วิหารที่สร้างใหม่มีขนาดกว้าง ๙ เมตร ยาว ๒๐ เมตร สร้างครอบตรงที่เดิม แต่รูปทรงเปลี่ยนไปทั่งหมด แม้แต่บันใดหน้าวิหาร เดิมเป็นรูปสิงห์ ก็เปลี่ยนไปเป็นพญานาค และพระประธานในวิหารเดิมมีพระพักตร์ขึงขัง สง่า มีอำนาจคล้ายพระพักตร์ของพระเจ้าต๋นหลวง ที่วัดศรีโคมคำ จังหวัดพะเยา ระยะที่สร้างวิหารคงจะมีไม้หล่นทับ ทำให้พระพักตร์มีรอยร้าว ช่างจึงได้ซ่อมแซมเปลี่ยนหน้าพระพักตร์ใหม่ กลายเป็นพระพักตร์ที่หนุ่มแน่น อ่อนหวาน พระประธานองค์นี้เป็น พระพุทธรูปปางมารวิชัย หน้าตักกว้าง ๙๑ นิ้ว สูง ๑๗๙ นิ้ว ฐานสูง ๑๑๔ นิ้ว คงรักปิดทอง ผนังวิหารมีการวาดภาพชาดกโดยรอบ ได้ทำการเฉลิมฉลองเมื่อปี ๒๕๑๗

รูปพระประธานองค์เก่า รูปพระประธานองค์ใหม่ เมื่อปี ๒๕๔๖ หลังคาวิหารได้พังถล่มลงลง ๑ ห้อง เนื่องจากไม้ผุ คณะศรัทธาจึงช่วยกันซ่อมแซม พอกันแดดกันฝนได้ แล้วเริ่มช่วยกันบริจาคเงินการก่อสร้าง สิ้นงบประมาณล้านกว่าบาท

การเปลี่ยนหลังคาใหม่ทั้งหมด เริ่มก่อสร้างตั้งแต่เดือน พฤศจิกายน ๒๕๔๗ และทำการยกช่อฟ้าเมื่อวันที่ ๑๓ เมษายน ๒๕๔๘ การก่อสร้างครั้งนี้สิ้นงบประมาณล้านกว่าบาท