อุโบสถวัดวงศมูลวิหาร เป็นโบราณสถานซึ่งตั้งอยู่ในเขตพื้นที่อู่ทหารเรือธนบุรี กรมอู่ทหารเรือ ได้สร้างขึ้นในสมัยต้นกรุงรัตนโกสินทร์ (สร้างก่อน พ.ศ.๒๔๐๐) มีรูปแบบสถาปัตยกรรมและศิลปะตกแต่ง ช่วงสมัยรัชการที่ ๓,๔ และ ๕ ผสมผสานกันอย่างงดงาม

        แต่เดิมนั้นพื้นที่ฝั่งตะวันตกของแม่น้ำเจ้าพระยาตั้งแต่คลองมอญจนถึงคลองวัดระฆัง เป็นพระนิเวศน์เดิมของพระบาทสมเด็จพระพุทธยอดฟ้าจุฬาโลกมหาราช ครั้งยังเป็นพระมหากษัตริย์ศึก โดยทรงย้ายมาจากบ้านอัมพวามาตั้งจวนหรือพระนิเวศน์บริเวณปากคลองมอญ เมื่อ พ.ศ.๒๓๑๑ และขยายอาณาเขตไปจนถึง "อู่กำปั่น" (คือบริเวณกรมอู่ทหารเรือในปัจจุบัน) ต่อมาได้พระราชทานพระนิเวศน์แห่งนี้ให้แก่พระราชโอรสและพระบรมวงศานุวงศ์

        กระทั่งถึงสมัยที่กรมขุนธิเบศร์บวร พระโอรสในพระสมเด็จพระบวรราชเจ้า มหาเสนานุรักษ์ประทัด ณ พระนิเวศน์เดิมนี้ ได้ทรงสร้างวัดขึ้นหลังวังหรือทางด้านเทิศตะวันตกของพระนิเวศ ระยะเวลาการสร้างยาวนานต่อเนื่อง จึงเป็นเหตุให้ผสมผสานรูปแบบสถาปัตยกรรม และงานศิลปะตกแต่งจากหลายยุคหลายสมัย ต่อมาทรงถวายที่วัดและงานสร้างวัดที่ค้างแด่พระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวรัชกาลที่ ๔ ทรงเป็นองค์อุปถัมภ์สร้างวัดต่อ ครั้นเมื่อกรมขุนธิเบศร์บวรสิ้นพระชนม์ พระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวจึงกรุณาโปรดเกล้า ฯ ให้ กรมหมื่นอนันตการฤทธิ์ พระอนุชาต่างมารดาของกรมขุนธิเบศร์บวรประทับ ณ พระนิเวศน์ในลำดับต่อมาและนายกองสร้างวัดต่อ ทั้งพระราชทานนามวัดว่า "วัดวงศมูลวิหาร"

        การก่อสร้างแล้วเสร็จใน พ.ศ.๒๔๑๘ โดยได้รับพระราชทานวิสุงคามสีมาในสมัยพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว รัชการที่ ๕ ต่อมาเมื่อกรมหมื่นอนันตการฤทธิ์สิ้นพระชน พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวมิได้พระราชทานพระนิเวศน์ให้เจ้านายพระองค์ใดประทับอีก แต่พระราชทานให้เป็นที่ว่าการของ "กรมอู่ทหารเรือ"

        ในสมัยพระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว รัชการที่ ๖ ได้พระราชทานพระบรมราชานุญาตให้ถอนพระสงฆ์จากวัดวังศมูลวิหารไปสมทบวัดอื่นตั้งแต่ พ.ศ.๒๔๕๙ เนื่องจากไม่พัฒนาวัดให้เจริญขึ้นได้ ด้วยเหตุที่ตั้งอยู่กลางสถานที่ปฏิบัติงานของทหารเรือ และได้พระราชทานวัดวงศมูลวิหารให้กระทรวงทหารเรือเป็นผู้รักษาไว้ ทั้งยังทรงมอบหมายให้ สมเด็จเจ้าฟ้ากรมพระนครสวรรค์วรพินิจ เสนาบดีกระทรวงทหารเรือ ในขณะนั้นได้ใช้อุโบสถในการไหว้พระสวดมนต์ และประกอบพิธีทางศาสนา แม้จะไม่มีพระสงฆ์จำพรรษาอยู่ที่วัด อีกทั้งเหลือเพียงอุโบสถหลังเดียวในพื่นที่รายล้อมด้วยหน่วยงานของกรมอู่ทหารเรือ หากแต่กรมอู่ทหารเรือได้ทำนุบำรุง รักษาอุโบสถวัดวงศมูลวิหาร และใช้ประกอบพิธีทางศาสนาที่สำคัญ เสมอมา เช่น การจัดพิธีอุปสมบทให้แก่กำลังพลของกรมอู่ทหาเรือเป็นประจำทุกปี ซึ่งสืบทอดกันมาตั้งแต่ครั้ง พลเรือตรี พระจักรานุกรกิจ (วงษ์ สุจริตกุล) เจ้ากรมอู่ทหารเรือลำดับที่ ๑๔

วัดวงศมูลวิหาร เป็นอารามหลวงขั้นตรี ชนิดสามัญ ได้รับพระราชทานวิสุงคามสีมาให้ใช้อุโบสถทำสังฆกรรมต่างๆ เขตวิสุงคามสีมา
ของวัดวงศมูลวิหารเป็นรูปแบบติดกับตัวโบสถ์ ไม่มีการถอดถอนรูปแบบอุโบสถขนาดกลาง แบบ ๕ ห้อง ตั้งอยู่บนฐานรับเอวขัน
(เอวขัน หมายถึง ฐานอุโบสถที่ตั้งบนฐานรับอีกชั้นหนึ่ง) เอวขันเป็นแบบฐานปัทม์ มีลูกแก้ว มีพะไลแบบระเบียงและมีเฉลียงหน้าเฉลียงหลัง ตามรูปแบบสถาปัตยกรรมสมัยรัชกาลที่ ๔

เมื่อมีการปรับตำแหน่งประดิษฐานพระประธานมาตั้งชิดผนังด้านทิศใต้ เพื่อหันพระพักตร์ไปทางทิศเหนือ ช่วงหน้าต่างตรงช่องกลางด้านนี้ จึงได้แก้ไขให้เป็นประตูทางเข้า รูปแบบซุ้มประตู หน้างต่าง ทำกรอบซุ้มแบบเรือนแก้ว คือ มีการนำดอกไม้มาประดับให้เกิดเป็นซุ้มแบบใบไม้ ดอกไม้ มีทรงเรือนแก้ว แบบศิลปะะตกแต่งสมัยรัชกาลที่ ๓ ผสมผสานกับรูปแบบปูนปั้นสมัยรัชกาลที่ ๔ ที่ได้เปลี่ยนขบวนลายที่ประดับกรอบประตู เป็นลายดอกไม้ อยู่ในวงกรอบแบบเรือนแก้ว เรียกว่า "ลายอย่างเทศ" รูปทรงหลังคาซ้อนสองชั้น หลังคามุงกระเบื้องเคลือบสี มีช่อฟ้า ใบระกา หางหงส์ หน้าบันลายใบเทศปิดทองประดับกระจก

พระประธาน"พระพุทธวงศมูลมิ่งมงคล" (ได้รับพระราชทานนามจากสมเด็จพระญาณสังวร สมเด็จพระสังฆราช สกลมหาสังฆปริณายก เมื่อ พ.ศ.๒๕๕๔) เป็นพระพุทธรูปแบบสมัยรัตนโกสินทร์ปางมารวิชัย หน้าตักกว้าง ๒.๖๐ เมตร สูงจากทับเกษตรถึงรัศมี ๓.๓๘ เมตร พระพุทธรูปด้านข้าง เป็นพระพุทธรูปปางห้ามพยาธิ และปางห้ามแก่นจันทร์ ประดิษฐานในซุ้มหินอ่อนแบบศิลปะโกธิค (Gothic) ซึ่งเป็นที่นิยมในสถาปัตยกรรมสมัยรัชการที่ ๕