วัดพระยืน แต่เดิมไม่ได้มีชื่อนี้ สันนิษฐานว่าพระนางจามเทวีทรงสร้างขึ้นในราว พ.ศ. 1213 (หลังครองราชย์ได้ 7 ปี) ตามตำนานเรียกชื่อวัดนี้ว่า อรัญญิการาม
ชื่อของวัดพระยืน มาจากองค์พระพุทธรูปยืน ที่ตามเอกสารของวัดระบุว่า สร้างขึ้นเมื่อ พ.ศ. 1606 ในสมัยพระเจ้าธรรมมิกราช (กษัตริย์องค์ที่ 32 แห่งหริภุญชัย) พระยืนองค์นี้หล่อด้วยทองสำริด สูง 18 ศอก (9 เมตร) เดิมประดิษฐานอยู่ในปราสาทสถูป (หลังวิหาร) ในสมัยนี้เรียกชื่อวัดว่า วัดพุทธอาราม
ต่อมาในปี พ.ศ. 1912 พระยากือนา ผู้ครองพิงนครเชียงใหม่และลำพูน ได้สร้างพระพุทธรูปยืนเพิ่มเติมขึ้นอีก 3 องค์ ใน ตำนานมูลศาสนา ได้กล่าวถึงตอนที่พระญากือนาได้อาราธนานิมนต์พระสุมนเถระจากเมืองสุโขทัย เพื่อมาเชียงใหม่ โดยได้พักที่วัดพระยืนในเมืองหริภุญชัย ซึ่งขณะนั้นได้มีพระยืน 1 องค์อยู่ก่อนแล้ว
จนกระทั่ง พ.ศ. 2447 พระครูศีลวิลาศ (พระคันธวงศ์เถระหรือครูบาวงศ์) เจ้าคณะจังหวัดลำพูน พร้อมด้วยเจ้าหลวงอินทยงยศ เจ้าผู้ครองนครลำพูน ได้ร่วมกันบูรณปฏิสังขรณ์สถูปเจดีย์ขึ้นมาใหม่ โดยสร้างก่อหุ้มคลุมองค์พระยืนทั้ง 4 ไว้ภายใน พร้อมกับสร้างพระพุทธรูปยืนองค์เล็กกว่าขึ้นมาประดับเจดีย์ทั้ง 4 ด้าน
พ.ศ. 2471 กรมศิลปากรได้ขึ้นทะเบียนเจดีย์วัดพระยืนเป็นมรดกของชาติ จนกระทั่งเมื่อ พ.ศ. 2548–2549 กรมศิลปากรได้ทำการบูรณะปฏิสังขรณ์องค์พระเจดีย์วัดพระยืน รวมทั้งการปรับภูมิทัศน์โดยรอบของวัด ได้พบสิ่งปลูกสร้าง ก่อด้วยฐานอิฐถือเป็นหลักฐานทางประวัติศาสตร์ที่อาจสาวไปถึงการก่อสร้างวัด โดยมีการขุดพบฐานเจดีย์สมัยสุโขทัย ถนนที่ปูลาดด้วยอิฐโบราณ รวมถึงการขุดพบฐานเสนาสนะ จนเมื่อวันที่ 13 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2549 ได้ขุดพบเศียรพระพุทธรูปสมัยหริภุญชัย สันนิษฐานว่ามีอายุในสมัยพุทธศตวรรษที่ 17–18 และโบราณวัตถุเป็นจำนวนมาก อยู่ในฐานพระเจดีย์ที่ฝังอยู่ใต้ดินบริเวณหลังวิหารพระเจ้าทันใจ
เจดีย์ศิลปะพุกาม คล้ายกับเจดีย์วัดสัพพัญญูในเมืองพุกาม สร้างยกพื้นลดหลั่นกันเป็นชั้น ๆ มีบันไดเดินขึ้นสู่ลานประทักษิณชั้นบนที่ล้อมรอบด้วยกำแพงแก้ว และมีเจดีย์บริวารองค์เล็กอยู่ทั้ง 4 มุม ส่วนเรือนธาตุเป็นองค์ 4 เหลี่ยม มีซุ้มจรนำทั้ง 4 ด้าน ภายในประดิษฐานองค์พระพุทธรูปยืนสีทอง เหนือขึ้นไปเป็นมาลัยเถา 4 เหลี่ยม ซ้อน 3 ชั้น ยอดเป็นฉัตรสีทองอร่าม บันไดทางขึ้นลานประทักษิณด้านหนึ่ง มีการสร้างรูปปูนปั้นนูนต่ำรูปเสือประดับไว้
อาคารหลังเล็ก ๆใต้ร่มไม้เป็น หลักศิลาจารึกวัดพระยืน (หลักที่ 62) เป็นหินชนวนรูปใบเสมา ระบุปีชัดเจนว่าเป็นจุลศักราช 732 (พ.ศ. 1913) ใกล้ ๆ มีศาลาบาตร หรือ ศาลาเก้าห้อง ในอดีตใช้เป็นที่ประกอบพิธีกรรมทางศาสนา
วิหารที่แต่เดิมสร้างขึ้นมาตั้งแต่สมัยพระนางจามเทวี ก่อนจะทำการบูรณะครั้งล่าสุดในปี พ.ศ. 2537 ภายในประดิษฐานพระประธานเก่าแก่รุ่นราวคราวเดียวกับการก่อสร้างวิหาร ภายในมีจิตรกรรมฝาผนังเป็นผลงานวาดใหม่ฝีมือช่างท้องถิ่นเรื่องราวพุทธประวัติ องค์พระประธานมีพระยืนองค์เล็ก ๆ ประดิษฐานอยู่ อุโบสถตรงบันไดทางเข้ามีตัวมอม ประดิษฐานองค์พระประธาน คือ พระศักยมุนีศรีสุมนะ หรือ หลวงพ่อใหญ่
วัดยังมีพิพิธภัณฑ์ท้องถิ่นทางด้านหลังวัดที่ก่อตั้งขึ้นมาในปี พ.ศ. 2547 จัดแสดงข้าวของเครื่องใช้เก่าแก่ต่าง ๆ เช่น ตู้พระธรรม หีบพระธรรม เครื่องเขิน ถ้วยชาม สัตตภัณฑ์ ขันโตก ผ้าพระบฏ เป็นต้น