วัดธาตุทองตั้งอยู่ริมถนนสุขุมวิท เลขที่ ๑๓๒๕ แขวงพระโขนงเหนือ เขตวัฒนา กรุงเทพมหานคร มีเนื้อที่ ๕๔ ไร่ ๓ งาน ๘๒ ตารางวา

วัดธาตุทอง เดิมมี ๒ วัด แห่งหนึ่งชื่อวัดหน้าพระธาตุ อีกแห่งหนึ่งชื่อวัดทองล่าง ต่อมาในปีพุทธศักราช ๒๔๘๐ รัฐบาลต้องการที่ตำบลคลองเตย ริมแม่น้ำเจ้าพระยา เพื่อสร้างท่าเรือกรุงเทพฯ วัดหน้าพระธาตุและวัดทองล่าง ซึ่งอยู่ภายในบริเวณนั้น จึงถูกเวนคืนทั้ง ๒ วัด โดยรัฐบาลชดใช้เงินให้เพื่อไปรวมกับวัดอื่น หรือไปสร้างวัดใหม่ขึ้น

คณะกรรมการได้มาตกลงเลือกซื้อสถานที่ในปัจจุบัน โดยถือกรรมสิทธิ์เป็นที่วัดธาตุทอง เมื่อวันที่ ๒๓ กุมภาพันธ์ พุทธศักราช ๒๔๘๐ โดยมีสมเด็จพระสังฆราชเจ้า กรมหลวงวชิรญาณวงศ์ เจ้าคณะใหญ่ธรรมยุต เจ้าอาวาสวัดบวรนิเวศวิหารเป็นองค์อุปถัมภ์ และทรงนำมงคลนาม ทั้ง ๒ วัดนี้มารวมกันประทานนามใหม่ว่า "วัดธาตุทอง" ย้ายมาเมื่อปี พุทธศักราช ๒๔๘๑ ได้รับพระราชทานวิสุงคามสีมาในปี ๒๔๘๓ ได้เริ่มก่อสร้างมาตามลำดับ จนถึงปัจจุบันนี้