บริเวณบ้านหนองเรือทองนี้ มีการพบหลักฐานเป็นเครื่องทองที่มีลายดุนภาพรูปเทวรูปในศาสนาฮินดูจำนวนมาก ที่สัมพันธ์กับหลักฐานของกลุ่มจามในรัฐจามปาทางเวียดนามตอนกลาง เรื่อยไปจนถึงมุกดาหารและแขวงสะหวันนะเขตในประเทศลาว อันเป็นหลักฐานสำคัญที่แสดงถึงว่า บริเวณพื้นที่ธาตุพนมนั้นมีความสำคัญต่อบ้านเมืองที่เรียกว่า ศรีโคตรบูร มาตั้งแต่ช่วงพุทธศตวรรษที่ ๑๓-๑๔ และมีหลักฐานว่าสัมพันธ์กับบ้านเมืองในแถบรัฐจามปาทางชายฝั่งเวียดนามด้วย...’

จากข้อมูลและการเปรียบเทียบข้างต้นจึงได้ตั้งรูปแบบสันนิษฐานไว้ว่า พระธาตุพนม มีในส่วนของงานศิลปกรรมมีความเป็นพื้นถิ่นค่อนข้างสูงและอาจมีการผสมผสานระหว่างวัฒนธรรมจากทางเขมร เจนละ ทวารวดีและจาม แต่ในส่วนของรูปแบบองค์ประกอบทางสถาปัตยกรรมมีอิทธิพลจามอย่างชัดเจน โดยกำหนดช่วงเวลาได้ในพุทธศตวรรษที่ ๑๔–๑๕

พระธาตุพนมในมุมมองกระแสหลักนั้น ประวัติการก่อสร้างพระธาตุพนมเป็นปัญหาในเชิงการศึกษาโบราณคดีและข้อมูลในมิติประวัติศาสตร์มาตลอดยุคสมัย ข้อมูลและเอกสารส่วนมากยังคงใช้การอ้างอิงจากตำนานอุรังคธาตุ ซึ่งเป็นตำนานที่เชื่อมโยงโดยตรงกับพระธาตุพนมเอง แต่สิ่งสำคัญประการหนึ่งคือการเป็นพระธาตุเจดีย์ที่มีความเก่าแก่และมีความสำคัญที่สุดองค์หนึ่งในภาคตะวันออกเฉียงเหนือและในวัฒนธรรมลุ่มน้ำโขงและการมีศิลปกรรมที่เป็นเอกลักษณ์

อาจารย์ศรีศักร วัลลิโภดม นักวิชาการทางโบราณคดีและประวัติศาสตร์ ได้ใช้มุมมองทางภูมิศาสตร์โบราณคดีและภูมิวัฒนธรรม มาตั้งข้อสังเกตต่อตัวบริบทโดยรอบและรูปแบบพระธาตุพนมองค์เดิมว่า 

‘…วัดพระธาตุพนมตั้งอยู่บนดอยภูกำพร้าอันเป็นที่สูงอยู่ริมแม่น้ำโขง แต่ก่อนแม่น้ำโขงอยู่ใกล้กับองค์พระธาตุมากกว่าบริเวณนี้ ร่องรอยของทางเดินแม่น้ำเก่ายังเห็นอยู่ที่เรียกว่า บึงธาตุ ในปัจจุบัน 

โบราณวัตถุสถานในเขตรอบๆ องค์พระธาตุเป็นของที่มีมาตั้งแต่สมัยทวารวดีจนถึงสมัยล้านช้างและอยุธยา โดยเฉพาะของสมัยทวารวดีนั้นได้แก่หลักหินและเสมาหิน ซึ่งปักอยู่ตามทิศต่างๆ รอบองค์พระธาตุ บางหลักเป็นของในพุทธศาสนา ซึ่งปักแสดงเขตศักดิ์สิทธิ์ขององค์พระธาตุมาแต่สมัยทวารวดี

โบราณสถานที่สำคัญที่สุดของวัดคือ องค์พระธาตุพนม สร้างเป็นรูปคูหาสี่เหลี่ยมซ้อนสองชั้นด้วยอิฐฐานกว้างด้านละ ๑๖ เมตร ส่วนยอดเป็นทรงโกศต่อเติมขึ้นใหม่ภายหลัง ลักษณะคูหาสองชั้นที่ก่อด้วยอิฐดูผิดแผกไปจากลักษณะเจดีย์แบบสมัยทวารวดีที่พบทั้งในภาคกลางและภาคตะวันออกเฉียงเหนือทั่วไป 

รอบๆ คูหาชั้นแรกมีลวดลายสลักบนแผ่นอิฐซึ่งมีรูปกษัตริย์ทรงช้าง ม้า มีบริวาร มีรูปสัตว์ เช่น ควายเนื้อทราย นอกนั้นเป็นลวดลายต่างๆ ซึ่งไม่เหมือนกับศิลปะแบบขอมแบบจามและแบบทวารวดี โดยเฉพาะลักษณะของม้าที่มีผู้ควบวิ่งนั้น นักโบราณคดีบางท่านบอกว่าละม้ายไปทางจีนหรือญวน…’
 

โบราณวัตถุที่พบในเขตรอบๆ องค์พระธาตุเป็นของที่มีมาตั้งแต่สมัยทวารวดี