ศาลพระกาฬ สร้างด้วยศิลาแลงเรียงซ้อนกันเป็นฐานสูง แต่ก่อนเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า "ศาลสูง" ทับหลัง ซึ่งทำด้วยศิลาทรายสลักเป็นรูปพระนารายณ์บรรทมสินธุ์ สร้างขึ้นราวพุทธศตวรรษที่ 16 สมัยขอมเรืองอำนาจ วางอยู่ติดฝาผนังวิหารหลังเล็กชั้นบน ณ ที่นี้ได้พบหลักศิลาจารึกแปดเหลี่ยมจารึกอักษรมอญโบราณ พ.ศ. 2494 โดยสร้างทับบนรากฐานเดิมที่สร้างไว้ในรัชสมัยสมเด็จพระนารายณ์มหาราช ภายในวิหารประดิษฐานพระนารายณ์ประทับยืน ซึ่งเดิมพระกร และพระเศียร หายไป แต่ต่อมามีผู้นำพระเศียร ของพระสมัยอู่ทอง และพระกรมาต่อ ตามตำนานกล่าวว่า ที่พระกรหายไปทั้งหมดเพราะ พระกาฬไปรับลูกระเบิด พระกรจึงขาดหายไปหมด