องค์การสวนพฤกษศาสตร์พระแม่ย่า จังหวัดสุโขทัย ณ ทุ่งทะเลหลวง โครงการแก้มลิง อ.เมือง จ.สุโขทัย การตั้งชื่อ “สวนพฤกษศาสตร์พระแม่ย่า สุโขทัย” ก็เพื่อถวายเป็นพระเกียรติพระแม่ย่า หรือนางเสือง พระราชชนนีในพ่อขุนรามคำแหงมหาราช และพระบรมราชินีในพ่อขุนศรีอินทราทิตย์ ปฐมกษัตริย์แห่งราชอาณาจักรสุโขทัย   ทุ่งทะเลหลวง” ของชาวสุโขทัย มีเนื้อที่ 7,070 ไร่ เป็นพื้นที่กักเก็บน้ำ 3,755 ไร่ สามารถกักเก็บน้ำได้ 32.40 ล้านลูกบาศก์เมตร เริ่มดำเนินมาตั้งแต่ มกราคม 2550 และก่อสร้างแล้วเสร็จเฉพาะตัวโครงการ เมื่อ 28 มีนาคม 2551 ด้วยงบประมาณ 854 ล้านบาท จากนั้นนายพรชัยฯ พิจารณาแล้วเห็นควรดำเนินการในพื้นที่ดังกล่าวอย่างเร่งด่วน จึงได้มีการประสานงานกับทางจังหวัดสุโขทัย สร้างสวนสาขาเพิ่มขึ้น ณ ทุ่งทะเลหลวง จังหวัดสุโขทัย ซึ่งประกอบกับจังหวัดประกอบไปด้วยโบราณสถานและวัตถุมากมาย อุทยานแห่งชาติที่ประกอบด้วยป่าหลากหลายชนิด ที่ประกอบไปด้วยพันธุ์ไม้จำนวนมาก หมู่บ้านที่มีชุมชนหลากหลายชาติพันธุ์ เกษตรกรประกอบอาชีพหลากหลายทั้งการทำสวน ทำนา และทำไร่ ที่พัฒนาพันธุ์พืชท้องถิ่นเป็นจำนวนมากด้วย “ภูมิปัญญาท้องถิ่น” ทำให้พื้นที่จังหวัดสุโขทัยมีความเหมาะสมในการจัดตั้งสวนพฤกษศาสตร์ในภูมิภาคอย่างสมบูรณ์แบบ ทั้งนี้เพราะว่าการที่มีอุทยานประวัติศาสตร์อุทยานแห่งชาติ และท่าอากาศยาน จึงทำให้มีนักท่องเที่ยวเป็นจำนวนมาก