เดิมการปกครองของหมู่บ้านคุ้งตะเภาขึ้นอยู่กับตำบลท่าเสา อำเภอบางโพ (อำเภอเมืองอุตรดิตถ์ในปัจจุบัน) โดยในสมัยนั้นหมู่บ้านคุ้งตะเภาเป็นหมู่ที่ 14 ตำบลท่าเสา แต่ต่อมาในปี พ.ศ. 2490 ทางการจึงได้แยกการปกครองทั้งตำบลจากตำบลท่าเสามาตั้งเป็นตำบลใหม่[47] โดยใช้ชื่อหมู่บ้านคุ้งตะเภาเป็นชื่อตำบล เนื่องด้วยเป็นหมู่บ้านที่ตั้งอยู่กึ่งกลางตำบลและเป็นหมู่บ้านเก่าแก่ที่มีประวัติความเป็นมายาวนานกว่าหมู่บ้านอื่นที่ได้รับการตั้งให้อยู่ในตำบลใหม่ด้วยกัน

ปัจจุบันหมู่บ้านคุ้งตะเภาเป็นหมู่ที่ 4 ของตำบลคุ้งตะเภา มีการปกครองโดยมีผู้ใหญ่บ้านตามพระราชบัญญัติลักษณะปกครองท้องที่ พ.ศ. 2457 มาโดยตลอด ผู้ใหญ่บ้านคนปัจจุบันเข้าดำรงตำแหน่งในวาระแรกตามพระราชบัญญัติลักษณะปกครองท้องที่ (ฉบับที่ 10) เมื่อปี พ.ศ. 2548 และหลังจากหมดวาระลงในปี พ.ศ. 2553 ก็ได้รับเลือกตั้งให้ดำรงตำแหน่งผู้ใหญ่บ้านใหม่เป็นวาระที่ 2 ตามพระราชบัญญัติลักษณะปกครองท้องที่ (ฉบับที่ 11) อันเป็นฉบับแก้ไขล่าสุด (ซึ่งมีกำหนดวาระการดำรงตำแหน่งผู้ใหญ่บ้านยาวนานจนปลดเกษียณอายุที่ 60 ปี) เมื่อวันที่ 10 มิถุนายน พ.ศ. 2553

รายชื่อผู้ใหญ่บ้านนับตั้งแต่ พ.ศ. 2528

รายชื่อผู้ใหญ่บ้านคุ้งตะเภาย้อนหลังตั้งแต่ พ.ศ. 2528 จนถึงปัจจุบัน