จากรูปแบบสถาปัตยกรรมที่ยังคงสภาพสมบูรณ์ จึงสันนิษฐานได้ว่าวัดอ้อยเป็นวัดที่สร้างขึ้นตั้งแต่สมัยอยุธยาหรือประมาณ พ.ศ. 2070 มาแล้ว ด้วยลักษณะโครงสร้างและสัดส่วนที่ดูใหญ่โต มีความสง่างามคล้ายอุโบสถวัดพุทไธสวรรย์ ในจังหวัดพระนครศรีอยุธยา คือมีเสาระเบียงรอบอุโบสถ เป็นเสาแปดเหลี่ยมขนาดใหญ่จำนวน 4 ต้น ด้านหน้าและด้านข้างเป็นเสาเหลี่ยม หัวเสาเป็นรูปบัวแวง มีหน้าบันเล็ก หลังคามุงด้วยกระเบื้องกาบกล้วย ในส่วนที่คลุมโถงกลาง ส่วนหลังคาที่คลุมส่วนข้างมุงด้วยกระเบื้องหางปลา ภายในวัดอ้อยประกอบด้วยอาคารเสนาสนะต่าง ๆ เช่น อุโบสถกว้าง 9 เมตร ยาว 19 เมตร สะท้อนถึงลักษณะโครงสร้างคอนกรีตแข็งแรงและเป็นงานศิลปะสมัยโบราณ ศาลาการเปรียญกว้าง 13 เมตร ยาว 18 เมตร และกุฎิสงฆ์จำนวน 5 หลัง เป็นอาคารไม้ทั้งหมด หอสวดมนต์สร้างขึ้นในปี พ.ศ. 2519 และมีหอระฆังด้วย ด้านปูชนียวัตถุมีพระประธานในอุโบสถ และพระพุทธรูปปางนาคปรกสร้างด้วยศิลาแลงซึ่งเป็นของเก่าแก่ ปัจจุบันวัดอ้อย เป็นหนึ่งในวัดคู่บ้านคู่เมืองของวิเศษชัยชาญที่ได้รับพระราชทานวิสุงคามสีมาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2080
