Holigost - eller helig ande - var ett av fyra "stora skepp" som kungen beställde i sitt krig mot Frankrike.
Den sågs i ett flygfoto av historikern Ian Friel, i ett område vid Hampshire's River Hamble som beskrevs som en medeltidsbrytargård.
Historiska England sa att det var en "tagbar länk" till Henry V.
Holigost kämpade i sjöstrider under hundraåriga kriget som bröt den franska flottans makt.
Dr Friel identifierade vraket när han gick igenom dokumentära bevis för en bok om Henrys flotta.
Framtida vetenskaplig forskning på fartyget, som kan omfatta ekolod och flygtomografi med hjälp av drönare, kan avslöja mycket om 15th Century skeppsbyggnad och förbättra förståelsen av liv ombord på fartyg, marin krigföring av tiden, hamnbyggnad och dockning praxis.
Historiska England sade att det var att vidta åtgärder för att skydda och undersöka skeppsbrottet i en del av floden intill där Henrys flaggskepp, Grace Dieu, identifierades på 1930-talet.
Duncan Wilson, Historic Englands verkställande direktör, sa att utredningen under 600-årsjubileet av slaget vid Agincourt, var "obegripligt spännande".
"Den rymmer möjligheten av fascinerande uppenbarelser under de kommande månaderna och åren", tillade han.
Doktor Friel sade: " Enligt min mening skulle ytterligare forskning som leder till Holigostens återupptäckt vara ännu viktigare än identifieringen av Grace Dieu på 1930 - talet.
"Holigost utkämpade två av de viktigaste sjöstriderna under hundraåriga kriget, strider som banade väg för den engelska erövringen av norra Frankrike."
Man tror att vraket efter ett 600 år gammalt krigsfartyg som hjälpte Henrik V att föra krig mot Frankrike har hittats begravt i en flod.