วัดโพธิ์บางโอไม่มีประวัติการสร้างและนามผู้สร้างที่แน่ชัด หนังสือ ประวัติวัดทั่วราชอาณาจักร เล่ม ๒ ของกรมการศาสนาระบุว่าวัดนี้สร้างขึ้นใน พ.ศ. 2310 ส่วนพระอธิการแดง ธมฺมสโร เจ้าอาวาสรูปที่ 6 (พ.ศ. 2482–2523) เคยเล่าว่าวัดนี้สร้างในสมัยสมเด็จพระสรรเพชญ์ที่ 8 (พระเจ้าเสือ)[1] แต่เดิมชาวบ้านบริเวณนี้มีอาชีพเป็นช่างสานโอน้ำแบบโบราณขายเป็นส่วนมาก จึงเติมชื่อบ้านบางโอต่อท้ายชื่อวัด ต่อมาในสมัยพระบาทสมเด็จพระนั่งเกล้าเจ้าอยู่หัว สมเด็จพระศรีสุลาลัย พระราชมารดาในพระบาทสมเด็จพระนั่งเกล้าเจ้าอยู่หัว ทรงมอบให้พระสัมพันธวงศ์เธอ กรมหลวงเสนีบริรักษ์เป็นผู้บูรณะและได้ดูแลทะนุบำรุงอุปถัมภ์วัดโพธิ์บางโอตลอดมา จนมาถึงพระยาสากลกิจประมวญ (หม่อมหลวงแปลก เสนีวงศ์ ณ กรุงเทพ) ได้ทะนุบำรุงวัดโพธิ์บางโอร่วมกับญาติ ๆ บางครั้งชาวบ้านจึงเรียกวัดนี้ว่า วัดโพธิ์เสนี กรมศิลปากรขึ้นทะเบียนวัดนี้เป็นโบราณสถานตามประกาศราชกิจจานุเบกษา เล่ม 116 ตอนพิเศษ 7 ง หน้า 6–7 วันที่ 22 มกราคม พ.ศ. 2542[2]