พระตำหนักนี้คงจะสร้างขึ้นตั้งแต่ รัชสมัยสมเด็จพระเจ้าบรมโกศเพื่อเป็นที่ประทับแรม เช่นเดียวกับที่พระเจ้าปราสาททองทรงสร้างที่ประทับไว้ที่บางปะอิน เนื่องจากมีพระราชนิยมเสด็จประพาสเมืองแถบนี้ ทั้งพระองค์ได้เสด็จพระนอนขุนอินทประมูลถึง ๒ ครั้ง และขณะเดียวกันที่กรมขุนพรพินิต (ขุนหลวงหาวัด หรือ เจ้าฟ้าอุทุมพร) ผนวชอยู่ที่วัดราชประดิษฐ์ก็ได้ทรงนำข้าราชบริพารกับพระภิกษุที่จงรักภักดีต่อพระองค์ เสด็จลงเรือพระที่นั่งจาก ออกจากพระนครศรีอยุธยามาจำพรรษาที่วัดโพธิ์ทองคำหยาด และประทับอยู่ที่พระตำหนักคำหยาดนี้เพื่อไปสมทบกับชาวบ้านบางระจัน ปัจจุบันนี้กรมศิลปากรได้บูรณะ และขึ้นทะเบียนพระตำหนักคำหยาดเป็นโบราณสถานไว้แล้ว