El pequeño templo de Preah Palilay fue construido a 400 metros al noroeste de Phimeanakas, en un pequeño rincón paradisíaco rodeado de árboles fromagers que serpentean sus cimientos. Regularmente podados para cumplir con su ciclo de crecimiento, siempre vuelven a brotar. Es el único templo de Angkor que ha conservado íntegramente sus representaciones budistas, las cuales decoran su puerta oriental. La fecha de su edificación no es del todo precisa, pero los indicios religiosos sugieren que fue construido después de la reacción hinduista que siguió al reinado de Jayavarman VII, es decir, en el siglo XIII.
La arquitectura del templo de Preah Palilay se divide en cinco partes distintas. La puerta oriental ha conservado todos sus frontones de influencia budista. Buda está representado en numerosas ocasiones, a menudo acompañado de elefantes. Antes de esta entrada, una estatua más reciente de Buda se alza en el camino. Está precedida por dos dvarapalas, los guardianes del templo, y por una terraza cruciforme decorada con balaustradas de nagas, una de las mejor conservadas del sitio de Angkor. Tras cruzar la puerta oriental, se encuentra el santuario. Los expertos consideran que este es uno de los últimos templos construidos en Angkor.