วัดตำหนักเหนือ สร้างขึ้นเมื่อ พ.ศ. 2300 เดิมมีชื่อว่า วัดโพธิ์ ต่อมากลายเป็นวัดร้างจนกระทั่งสมัยรัตนโกสินทร์ตอนต้น บริเวณวัดได้เป็นที่ตั้งตำหนักที่ประทับของพระราชวงศ์ชั้นผู้ใหญ่เพื่อมารับเครื่องบรรณาการจากหัวเมืองฝ่ายเหนือ วัดโพธิ์จึงมีชื่อเรียกอีกชื่อว่า วัดตำหนัก จากนั้นได้มีชาวมอญกลุ่มหนึ่งเข้ามาตั้งถิ่นฐานใกล้วัดนี้เมื่อ พ.ศ. 2370 แล้วเริ่มบูรณะให้เป็นวัดมีพระภิกษุสงฆ์อยู่จำพรรษาเมื่อ พ.ศ. 2371 โดยใช้ชื่อว่า “วัดตำหนัก” แต่เพื่อให้ชื่อไม่ซ้ำกับวัดตำหนักอีกแห่ง (วัดตำหนักใต้) จึงเพิ่มคำระบุทิศต่อท้ายชื่อเป็น “วัดตำหนักเหนือ” วัดได้รับพระราชทานวิสุงคามสีมาเมื่อวันที่ 30 มกราคม พ.ศ. 2514

อาคารเสนาสนะได้แก่ อุโบสถ สร้างเมื่อ พ.ศ. 2314 เป็นอาคารคอนกรีตเสริมเหล็ก ภายในมีพระประธานประจำอุโบสถปางมารวิชัย อัญเชิญมาจากจังหวัดตาก โดยล่องแพมาเมื่อ พ.ศ. 2375 ศาลาการเปรียญ สร้างเมื่อ พ.ศ. 2502 เป็นอาคารคอนกรีตเสริมเหล็กทรงไทย 2 ชั้น ภายในมีพระประธานประจำศาลาการเปรียญปางนาคปรก สร้างเมื่อ พ.ศ. 2538 หอสวดมนต์ สร้างเมื่อ พ.ศ. 2505 เป็นอาคารคอนกรีตเสริมเหล็ก กุฏิสงฆ์ เป็นอาคารคอนกรีตเสริมเหล็ก วิหาร สร้างเมื่อ พ.ศ. 2538 ศาลาอเนกประสงค์ สร้างเมื่อ พ.ศ. 2545 เป็นอาคารไม้ ศาลาบำเพ็ญกุศล สร้างด้วยคอนกรีตเสริมเหล็ก และเจดีย์ทรงรามัญ 1 องค์