เมื่อปรากฏว่าการออกโฉนดที่ดินได้ประสพความสำเร็จตามพระราชประสงค์เช่นนี้จึงได้ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้ประกาศตั้งกรมทะเบียนที่ดินขึ้นในกระทรวงเกษตราธิการ เมื่อวันที่ 17 กุมภาพันธ์ ร.ศ. 120 (พ.ศ.2444) ซึ่งทางราชการกรมที่ดินได้ถือเอาวันนี้เป็นวันสถาปนากรมที่ดินตลอดมา จึงถือได้ว่าสำนักงานที่ดินจังหวัดพระนครศรีอยุธยาได้ตั้งขึ้นก่อนกรมที่ดินและในปี ร.ศ. 120 ซึ่งเป็นปีที่ประกาศตั้งกรมทะเบียนที่ดินนั้นเอง ได้ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้สร้างหอทะเบียนเมืองกรุงเก่าขึ้นให้เป็นการถาวรที่ริมถนนสายรอบรอบเมือง ตำบลหอรัตนไชย ซึ่งขณะนี้เรียกว่า ถนนอู่ทอง อันเป็นที่ตั้งสำนักงานที่ดินจังหวัดพระนครศรีอยุธยาในขณะนี้ และได้ย้ายหอทะเบียนที่ดินชั่วคราวซึ่งตั้งอยู่ที่หอสภาคารราชประยูร พระราชวังบางปะอินมาเปิดทำการ ณ หอทะเบียนที่ดินเมืองกรุงเก่าแห่งนี้เมื่อวันที่ 22 กรกฎาคม ร.ศ. 122 (พ.ศ. 2446) เป็นต้นมาจนกระทั่งบัดนี้

                   เดิมหอทะเบียนที่ดินได้รับทำการเฉพาะการออกโฉนดที่ดินและจดทะเบียนที่ดินที่มีการโอนหรือจำนอง ขายฝาก ตามประมวลกฎหมายแพ่งและพาณิชย์เท่านั้น แต่ต่อมาเมื่อวันที่ 1 ธันวาคม พ.ศ. 2497 ทางราชการได้ประกาศใช้พระราชบัญญัติให้ใช้ประมวลกฎหมายที่ดิน พ.ศ. 2497 หน้าที่ราชการของหอทะเบียนที่ดินจึงกว้างขวางมากขึ้นกว่าเดิม เพราะนอกจากจะทำการออกโฉนดที่ดินและจดทะเบียนที่ดินแล้ว ยังมีหน้าที่จัดที่ดินให้แก่ประชาชน ดูแลรักษาที่ดินอันเป็นสาธารณสมบัติของแผ่นดิน ควบคุมที่ดินของนิติบุคคลต่างๆ ตลอดจนที่ดินของบุคคลที่มีสัญชาติต่างด้าว ตลอดจนควบคุมการค้าที่ดินและอื่นๆอีกมาก จึงได้เปลี่ยนชื่อ "หอทะเบียนที่ดิน" มาเป็น "สำนักงานที่ดินจังหวัด" ตั้งแต่วันที่ 1 ธันวาคม 2497 เป็นต้นมา

                   สำนักงานที่ดินจังหวัดพระนครศรีอยุธยา เป็นอาคาร "หอทะเบียน" แห่งแรกของประเทศไทย ก่อสร้างมาเป็นเวลาประมาณร้อยกว่าปี กรมศิลปกรได้ขึ้นทะเบียนโบราณสถานไว้แล้ว เพื่อเป็นการอนุรักษ์ตัวอาคารหลังนี้ไว้เป็นอนุสรณ์และให้อนุชนรุ่นหลังได้ศึกษา จึงได้บูรณะซ่อมแซมเมื่อปี พ.ศ. 2539 โดยใช้เงินงบประมาณจำนวน 2,330,000 บาท