วัดศรีอุบลรัตนารามสร้างเมื่อปีเถาะ พ.ศ. 2398 ตรงกับ ร.ศ. 74 เป็นปีที่ 5 แห่งรัชกาลพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว รัชกาลที่ 4 แห่งราชวงศ์จักรี โดยเป็นวัดธรรมยุตแห่งที่ 2 ของภาคอีสาน ต่อจากวัดสุปัฏนารามวรวิหาร สถานที่ตั้งวัด เดิมเป็นสวนของเจ้าอุปฮาดโท (ต้นตระกูล ณ อุบล) มีศรัทธาบริจาคที่ดินประมาณ 25 ไร่ สำหรับสร้างวัดของสงฆ์ธรรมยุติกนิกาย โดยระหว่างการถวายที่ดินต่อหน้าพระเถระ ยกให้เป็นสมบัติในศาสนาพุทธเพื่อเป็นที่ตั้งวัด ในยามราตรีของวันนั้น เกิดนิมิตประหลาดขึ้น คือมีแสงสว่างพวยพุ่งขึ้นเป็นสีเหลืองทองภายในบริเวณสวนนั้น จึงได้ถือนิมิตมงคลนี้ ตั้งชื่อวัดว่า "วัดศรีทอง"

ฝ่ายคณะสงฆ์มีท่านเทวธัมมี (ม้าว) ได้เข้ามาดำรงตำแหน่งเป็นเจ้าอาวาสรูปแรก เริ่มก่อสร้างกุฏิ วิหาร ศาลการเปรียญ เมื่อปี พ.ศ. 2398 ตามประวัติท่านเทวธัมมี ได้ไปรับการศึกษาพระปริยัติธรรมที่กรุงเทพฯ ตั้งแต่เป็นสามเณร และได้เป็นสัทธิวิหาริกของพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวเมื่อครั้งผนวช จึงได้ถือลัทธิธรรมยุติกนิกายสืบสายมาตั้งคณะธรรมยุติกนิกายที่วัดสุปัฏนารามวรวิหาร ซึ่งเป็นวัดธรรมยุติกนิกายแห่งแรกในภาคอีสาน โดยมีท่านพันธุโล (ดี) เป็นเจ้าอาวาสรูปแรก ดังนั้น ท่านเทวธัมมี จึงถือว่าเป็นพระเถระที่มีศักดิ์ใหญ่ เป็นที่เคารพยำเกรงของบรรดาเหล่าพระภิกษุสามเณร ข้าราชการ ตลอดจนประชาชนทั้งหลายในสมัยนั้น

ต่อมาในปี พ.ศ. 2511 พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช และสมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินีนาถ เสด็จมาประกอบพิธีฉลองสมโภชฝังลูกนิมิตร และยกช่อฟ้าพระอุโบสถวัดศรีอุบลรัตนาราม จึงได้ทูลเกล้าถวายพระอุโบสถหลังนี้ ให้อยู่ในพระอุปถัมภ์ของสมเด็จพระเจ้าลูกเธอ เจ้าฟ้าอุบลรัตนราชกัญญา สิริวัฒนาพรรณวดี และทรงขอพระราชทานพระบรมราชานุญาต เปลี่ยนชื่อจากวัดศรีทองเป็น "วัดศรีอุบลรัตนาราม" ตามนามขององค์อุปถัมภ์

วัดศรีอุบลรัตนาราม เคยเป็นที่บรรพชาอุปสมบทของพระเถระผู้ใหญ่ทั้งฝ่ายคันธุระและวิปัสนาธุระหลายรูป มีพระอุบาลีคุณูปมาจารย์ (จันทร์ สิริจนฺโท), สมเด็จพระมหาวีรวงศ์ (อ้วน ติสฺโส), พระอาจารย์ทา โชติปาโล, พระอาจารย์เสาร์ กนฺตสีโล, พระอาจารย์มั่น ภูริทตฺโต, พระปัญญาพิศาลเถร (หนู ฐิตปญฺโญ), สมเด็จพระมหามุนีวงศ์ (สนั่น จนฺทปชฺโชโต), พระพรหมมุนี (บู่ สุจิณฺโณ) เป็นต้น

วัดแห่งนี้ยังเคยใช้เป็นสถานที่จัดทำน้ำอภิเษกของมณฑลอุบลและจังหวัดอุบลราชธานี สำหรับพระราชพิธีบรมราชาภิเษกของพระมหากษัตริย์ไทย จำนวน 3 ครั้ง ครั้งแรกในพระราชพิธีบรมราชาภิเษกสมโภชในรัชกาลที่ 6 เมื่อ พ.ศ. 2454 ครั้งที่ 2 ในพระราชพิธีบรมราชาภิเษกรัชกาลที่ 7 เมื่อ พ.ศ. 2468 และครั้งที่ 3 ในพระราชพิธีบรมราชาภิเษกรัชกาลที่ 9 เมื่อ พ.ศ. 2493