ส่วนยอดหรือศิขระ สร้างด้วยหินทรายเป็นรูปบัวคว่ำบัวหงายซ้อนกัน 3 ชั้น ถัดลงมาเป็นการยกเก็จสามเก็จตรงด้านและมุมประดับด้วยกลีบขนุนทำจากศิลาแลง และบางส่วนทำจากปูนปั้นเป็นรูปบุคคลยืนอยู่ในซุ้มเรือนแก้ว ส่วนที่ยกเก็จชั้นที่ 4 เดิมทั้ง 4 ทิศ จะมีการปั้นเทพประจำทิศอยู่ในกลีบขนุนและตอนล่าง ได้แก่ พระอินทร์ทรงช้างเอราวัณประจำทิศตะวันออก พระวรุณทรงหงส์ ประจำทิศตะวันตก ท้าวกุเวรทรงมกร ทิศเหนือ และ พระยมทรงกระบือ ทิศใต้ ปัจจุบันเหลือเพียงบางส่วน สันหลังคาของมุขกระสันประดับด้วยบราลีศิลาแลงปั้นเป็นพระพุทธรูปประทับสมาธิราบ ปางสมาธิ ในซุ้มเรือนแก้ว ปัจจุบันเสียหายทั้งหมด

​

บัวรัดเกล้าเรือนธาตุ
มีการประดับลวดลายปูนปั้นประกอบไปด้วย แถวบนสุดเป็นลายดอกไม้กลม ถัดลงมาปั้นปูนเป็นรูปกลีบบัวหงาย แถวถัดลงมาเป็นลายดอกซีกดอกซ้อน รูปหงส์ ลายกลีบบัวหงาย ลายก้านขด และดอกบัวตูม เรียงเป็นแถว ลวดลายละ 1 แถวรวมเป็น 3 แถว จบด้วยลายกรวยเชิงเป็นรูปเกียรติมุข (หน้ากาล) คายเฟื่องอุบะ

​

ตอนกลางของเรือนธาตุ
มีลายปูนปั้นประดับเป็นลายก้านขดที่แถวบนสุด ถัดลงมาเป็นบัวฟันยักษ์คว่ำ หน้ากระดานเป็นลายกระจังประกอบกันเป็นลายกากบาทแทรกด้วยลายประจำยามลายเล็กและลายดอกซีกดอกซ้อน ถัดลงมาเป็นลายกลีบบัวหงาย ลายกระหนกวงโค้ง ลายดอกบัว ตอนล่างสุดเป็นลายกรวยเชิงตามลำดับ

​

บัวเชิงเรือนธาตุ
ด้านบนสุดเป็นรูปใบหน้าของชาวจามที่เป็นศัตรูกับชาวเขมรที่ถูกประดิษฐ์เป็นใบหน้าของยักษ์ประกอบกับลายกรวยเชิง อันเป็นที่นิยมมากในศิลปะแบบบายนของกัมพูชา ถัดลงมาเป็นลายดอกบัว สันลูกแก้วอกไก่เป็นลายรักร้อย และบัวฟันยักษ์คว่ำ ลายก้านขด และดอกซีกดอกซ้อน ลายละหนึ่งแถวตามลำดับ

​

ในส่วนของลวดลายหน้าบันและทับหลังนั้นปัจจุบันไม่ปรากฏร่องรอยหลักฐานเนื่องจากส่วนใหญ่เป็นการปั้นปูนประดับลงบนศิลาแลงเมื่อเวลาผ่านไปรูอากาศของศิลาแลงจะมีการขยายตัวทำให้ลวยลายปูนที่ปั้นประดับอยู่นั้นกะเทาะออกมารวมถึงลิงที่มาอาศัยก็มีส่วนทำให้เกิดความเสียหาย[2]

นอกจากนี้ในสมัยอยุธยาตรงกับรัชสมัยสมเด็จพระนารายณ์ได้มีการบูรณปฏิสังขรณ์และดัดแปลงพระปรางค์สามยอดเพื่อใช้เป็นพุทธศาสนสถานอีกครั้ง ดังจะเห็นได้จากการซ่อมแซมส่วนที่เป็นเพดาน โดยยังคงเห็นร่อยรอยของการปิดทองเป็นรูปดาวเพดาน และการสร้างฐานภายในพระปรางค์สามยอดหลายฐานลักษณะคล้ายกับฐานชุกชีด้วยอิฐ อันเป็นวัสดุที่แตกต่างไปจากส่วนอื่นๆ ของพระปรางค์สามยอดซึ่งส่วนใหญ่เป็นศิลาแลง