เทศบาลนครพระนครศรีอยุธยา เดิมมีฐานะเป็นสุขาภิบาลเมืองกรุงเก่า ซึ่งได้จัดตั้งตามพระบรมราชโองการประกาศให้ใช้ในพระราชบัญญัติการจัดตั้งสุขาภิบาลตามหัวเมือง ร.ศ. 127 เมื่อวันที่ 25 พฤษภาคม พ.ศ. 2459 สุขาภิบาลเมืองกรุงเก่า ตั้งอยู่ในพื้นที่อำเภอรอบกรุงเก่า ซึ่งในปัจจุบันคืออำเภอพระนครศรีอยุธยา และมีเขตการปกครองในเขตรับผิดชอบ 5 ตำบล ได้แก่ ตำบลหัวรอ ตำบลหอรัตนไชย ตำบลท่าวาสุกรี ตำบลคลองสวนพลู ตำบลกระมัง ต่อมา พ.ศ. 2478 ได้มีพระราชกฤษฎีกายกฐานะสุขาภิบาลกรุงเก่าเป็นเทศบาลเมืองนครศรีอยุธยา พร้อมทั้งได้มีการขยายเขตตามพระราชกฤษฎีกาจัดตั้งเทศบาลเมืองนครศรีอยุธยา พ.ศ. 2481, พ.ศ. 2499, และ พ.ศ. 2505 ตามลำดับ และในปี พ.ศ. 2542 ได้มีพระราชกฤษฎีกายกฐานะเทศบาลเมืองนครศรีอยุธยาเป็น เทศบาลนครนครศรีอยุธยา

ปัจจุบันได้เปลี่ยนชื่อเป็น เทศบาลนครพระนครศรีอยุธยา ตั้งแต่วันที่ 30 สิงหาคม พ.ศ. 2548 เป็นต้นมา

การเปลี่ยนชื่อเทศบาล

ประกาศกระทรวงมหาดไทย เรื่องการเปลี่ยนชื่อ เทศบาลนครนครศรีอยุธยา อำเภอพระนครศรีอยุธยา จังหวัดพระนครศรีอยุธยา เป็นเทศบาลนครพระนครศรีอยุธยา ด้วยเทศบาลนครนครศรีอยุธยา ประสงค์ขอเปลี่ยนชื่อ เพื่อความเหมาะสมและสอดคล้องตามเจตนารมณ์ของประชาชนในเขตเทศบาล อาศัยอำนาจตามความในมาตรา 12 แห่งพระราชบัญญัติเทศบาล พ.ศ. 2496 ซึ่งแก้ไขเพิ่มเติม โดยพระราชบัญญัติของเทศบาล (ฉบับที่ 12) พ.ศ. 2546 รัฐมนตรีว่าการกระทรวงมหาดไทย จึงให้เปลี่ยนชื่อเทศบาลนครนครศรีอยุธยา อำเภอพระนครศรีอยุธยา จังหวัดพระนครศรีอยุธยา เป็นเทศบาลนครพระนครศรีอยุธยาประกาศ ณ วันที่ 30 สิงหาคม พ.ศ. 2548 นายสมชาย สุนทรวัฒน์ รัฐมนตรีช่วยว่าการกระทรวงมหาดไทย