อาณาจักรโคตรบูรมีศูนย์กลางชื่อว่า เมืองศรีโคตบูร หรือ เมืองศรีโคตโม หรือ เมืองศรีโคตรบอง ในเอกสารพื้นเวียงจันทน์เรียกว่า เมืองสิทธิโคตรบูรหลวง ตั้งอยู่บริเวณตรงข้ามกับตัวอำเภอธาตุพนม ลึกเข้าไปจากปากน้ำเซบั้งไฟ เมืองเซบั้งไฟ แขวงคำม่วนต่อกับแขวงสุวรรณเขตไม่มากนัก ปัจจุบันค้นพบซากเมืองโบราณในบริเวณดังกล่าวมากกว่า 3 แห่ง อาทิ เมืองโบราณตุ้มพะวังฟ้าฮ่วน เมืองโบราณขามแทบ เป็นต้น อีกทั้งมีการค้นพบภาชนะเครื่องใช้ เครื่องทอง และแผ่นเงิน-แผ่นทองคำดุนลายจำนวนมาก ต่อมาอาณาจักรโคตรบูรย้ายศูนย์กลางมาที่ปากห้วยเซือมและปากห้วยบังฮวกตอนเหนือของพระธาตุพนมในอำเภอธาตุพนม โดยมีชื่อว่า เมืองมรุกขนคร หรือ เมืองลุกขานคร นักประวัติศาสตร์เชื่อตามคำภีร์อุรังคธาตุว่าเมืองมรุกขนครตั้งเมืองอยู่บริเวณดงต้นรวก (ลาวเรียกว่าไผ่ฮวก) และดงต้นรัง เดิมนักวิชาการบางกลุ่มสันนิษฐานว่าบริเวณดังกล่าวอาจมีสัตว์ตระกูลกวางและเก้งหรือฟานอาศัยอยู่จำนวนมาก ทำให้เกิดข้อสันนิษฐานว่า คำว่า มรุกขนคร อาจมาจากคำว่า มฤคนคร แต่จากการตรวจสอบชื่อเมืองในใบลานเรื่องอุรังคธาตุนิทาน ตำนานพระธาตุพนม สังกาดธาตุพนม และพื้นธาตุหัวอก จำนวน 16 ฉบับ พบว่าชื่อมรุกขนครเป็นคำบาลีสำเนียงลาวที่แผลงมาจากคำว่า รุกขนคร เอกสารบางฉบับเขียนว่า รุกขานคร ซึ่งหมายถึงเมืองที่ตั้งอยู่ท่ามกลางป่าไม้ พื้นที่ศูนย์กลางของอาณาจักรในยุคนี้มีการค้นพบใบเสมาบริเวณวัดหลักศิลามงคล ตำบลพระกลาง ใบเสมาบ้านดงยอ ตำบลนาถ่อน ใบเสมาและหินตั้งในตัวเมืองธาตุพนมกระจายอยู่จำนวนมาก ตลอดจนซากเมืองโบราณ ศาสนสถานโบราณ และหลักฐานทางโบราณคดีต่าง ๆ ซึ่งปะปนอยู่กับหลักฐานทางโบราณคดีสมัยขอมและสมัยล้านช้างที่บ้านดอนนางหงส์ท่า บ้านดงกลอง บ้านหนองสะโน บ้านนาแก บ้านนาถ่อนทุ่ง บ้านธาตุน้อยศรีบุญเรือง บ้านพระกลางทุ่ง และตำบลอุ่มเหม้า ในอำเภอธาตุพนม จากนั้นอาณาจักรโคตรบูรย้ายศูนย์กลางไปบริเวณปากห้วยสีมังตอนใต้เมืองท่าแขก ใกล้กับที่ตั้งของพระธาตุศรีโคตรบอง และบริเวณปากห้วยหินบูน เมืองหินบูน แขวงคำม่วน ตรงข้ามกับพระพุทธบาทเวินปลา บ้านเวินพระบาท ในอำเภอท่าอุเทน บนฝั่งซ้ายของแม่น้ำโขง ซึ่งบริเวณใกล้เคียงยังปรากฏซากเมืองโบราณชื่อว่าเมืองอารันรัจจานาและเวียงสุลินอยู่ด้วย บริเวณดังกล่าวปรากฏหลักฐานทางโบราณคดีเป็นซากศาสนสถานจำนวน 13 แห่ง