6 ธันวาคม พ.ศ. 2443 พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว รัชกาลที่ 5 ทรงโปรดให้อาราธนาพระภิกษุสงฆ์จำนวน 33 รูป ซึ่งได้คัดเลือกไว้แล้วและให้รวมฝึกอบรมอยู่ที่วัดมหาธาตุยุวราชรังสฤษฏิ์ มาจำวัดที่ “วัดเบญจมบพิตร” วัดที่ทรงสถาปนาตามพระราชดำริให้สร้างขึ้นทดแทนวัดโบราณ 2 แห่ง และในคราวนี้เองได้พระราชทานที่ดินส่วนหนึ่งที่เป็นพระราชอุทยาน “ดุสิตวนาราม” ให้เป็นที่วิสุงคามสีมาเพิ่มเติมแก่วัดเบญจมบพิตร จึงโปรดฯ ให้เรียกนามรวมกันว่า “วัดเบญจมบพิตรดุสิตวนาราม” มีพระเจ้าบรมวงศ์เธอ เจ้าฟ้ากรมพระยานริศรานุวัดติวงศ์ เป็นผู้ทรงออกแบบก่อสร้างพระอุโบสถ และถาวรวัตถุอื่นๆ พระยาราชสงคราม (กร หงสกุล) เป็นนายช่างก่อสร้าง
พระอุโบสถวัดเบญจมบพิตร เมื่อแรกสร้างภายในมุขตะวันตก ประดิษฐานพระพุทธชินราช ด้านหน้าพระพุทธชินราชเป็นรั้วหินอ่อนกลมสีเขียวหยก พื้นพระอุโบสถประดับหินอ่อนหลากสี ณ พระแท่นรัตนบัลลังก์พระพุทธชินราชนั้น พระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว โปรดเกล้าฯ ให้บรรจุพระสรีรางคารพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ผู้ทรงสถาปนาวัด ผนังเหนือกรอบหน้าต่างขึ้นไปซึ่งเป็นปูน รัชกาลที่ 6 โปรดเกล้าฯ ให้ช่างกรมศิลปากรเขียนลายไทยเทพนมทรงพุ่มข้าวบิณฑ์สีเหลืองบนพื้นขาวอมเหลืองอ่อน ตลอดถึงเพดานเหนือหน้าต่าง10 ช่อง เป็นช่องกระจกรับแสง เขียนสีลายไทยเทพนม โดยช่างกรมศิลปากร ออกแบบสั่งทำจากเมืองฟลอเรนซ์ (Florence) ประเทศอิตาลี ในปี พ.ศ 2497 พระวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าจุลจักรพงษ์ ทรงรับเป็นเจ้าภาพ ด้านบนขื่อในและขื่อนอก 3 ชั้น ลงรักปิดทองลายรดน้ำ เพดานในล่องชาด ประดับดาวกระจาย 232 ดวง ดาวใหญ่ 11 ดวง มีโคมไฟระย้าแก้วขาวอย่างดี ตราเลข 5 ซึ่งเป็นตราวัดเบญจมบพิตร 6 โคมพร้อมสายบรอนซ์ ซึ่งสั่งทำจากประเทศเยอรมนี
ช่องคูหาทั้ง 8 ที่ผนังพระอุโบสถเขียนภาพสถูปเจดีย์ที่สำคัญจากทุกภาค จัดเป็น “จอมเจดีย์” ในประเทศไทย โดยว่าจ้างให้กรมศิลปากรออกแบบและเขียนแล้วเสร็จในปี พ.ศ. 2489 ได้แก่ พระมหาธาตุ จังหวัดลพบุรี, พระธาตุพนม จังหวัดนครพนม, พระมหาธาตุ จังหวัดนครศรีธรรมราช, พระเจดีย์ชัยมงคล จังหวัดพระนครศรีอยุธยา, พระมหาธาตุ จังหวัดสุโขทัย, พระปฐมเจดีย์ จังหวัดนครปฐม, พระมหาธาตุหริภุญชัย จังหวัดลำพูน และ พระศรีรัตนธาตุ จังหวัดสุโขทัย
เฉพาะช่อง “พระมหาธาตุ จังหวัดนครศรีธรรมราช” พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวภูมิพลอดุลยเดช รัชกาลที่ 9 ทรงรับเป็นเจ้าภาพ ส่วนช่อง “พระปฐมเจดีย์ จังหวัดนครปฐม” พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวอานันทมหิดล รัชกาลที่ 8 ทรงรับเป็นเจ้าภาพ นอกจากนี้ มีพระบรมวงศานุวงศ์ และผู้มีจิตศรัทธารับเป็นเจ้าภาพ
สำหรับหินอ่อนที่ประดับตกแต่งพระอุโบสถ พระระเบียง ตลอดจนสถานที่อื่น ๆ สมเด็จฯเจ้าฟ้ากรมพระยานริศรานุวัดติวงศ์ ทรงวัดขนาดทำแบบส่งไปเป็นตัวอย่าง เรียกประกวดราคาโดยตรงจากบริษัทขายหินอ่อน ประเทศอิตาลี ในการออกแบบประดับหินอ่อน มีวิศวกรและสถาปนิกชาวอิตาเลียน จากกรมโยธาธิการ ร่วมดำเนินการด้วย คือ วิศวกร อัลเลกริ (Carlo Allegri) ประสานงานสั่งซื้อหินอ่อน, สถาปนิก ตะมาโย (Mario Tamagno) เป็นผู้ช่วยเขียนแบบบางส่วน
หินอ่อนทั้งหมดสั่งซื้อและเรียกประกวดราคาไปหลายแห่ง ส่วนหนึ่งเป็นหินอ่อนจากห้างโนวี ยัวเสปเป้ (Novi Guiseppe) เมืองเจนัว กับหินอ่อนจากเมืองคาร์รารา (Carrara) ประเทศอิตาลี ที่ถือว่าเป็นเมืองที่มีหินอ่อนมากและดีที่สุด มีเอกสารหลักฐานการสั่งซื้อมากมายเป็นหลักฐาน มิใช่เป็นหินอ่อนที่เหลือจากสร้างพระที่นั่งอนันตสมาคมตามที่หลายคนเข้าใจและเขียนเผยแพร่อยู่ในหนังสือต่าง ๆ ช่วงแรกมีมิสเตอร์ มูโซ่ (Mr. L. Mosso) ซึ่งเป็นช่างจากบริษัทขายหินอ่อนเป็นนายช่างประดับหินอ่อน และมีช่างคนไทยเป็นลูกมือ
เมื่อมีการจัดระเบียบพระอารามหลวง ในรัชสมัยพระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว รัชกาลที่ 6 ในปี พ.ศ. 2458 วัดเบญจมบพิตรดุสิตวนาราม จัดเป็นพระอารามหลวงชั้นเอก ชนิดราชวรวิหาร ดังนั้น ชื่อวัดจึงมีสร้อยนามต่อท้ายด้วยว่า “ราชวรวิหาร” ดังเช่นในปัจจุบัน
