เทศบาลเมืองหนองสำโรง แรกเริ่มก่อตั้งชื่อว่า สุขาภิบาลโพธิสว่าง เมื่อวันที่ 17 พฤศจิกายน พ.ศ. 2523 มีพื้นที่ครอบคลุม 24.85 ตารางกิโลเมตร

ต่อมาเมื่อวันที่ 25 พฤษภาคม พ.ศ. 2542 สุขาภิบาลโพธิสว่าง ได้ยกฐานะเป็นเทศบาลตำบลโพธิสว่าง พร้อมทั้งได้เสนอเปลี่ยนชื่อเทศบาลไปยังกระทรวงมหาดไทยเป็น "เทศบาลตำบลหนองสำโรง" เมื่อวันที่ 17 ธันวาคม พ.ศ. 2547 เพื่อให้สอดคล้องกับสภาพภูมิศาสตร์และประวัติศาสตร์ของพื้นที่ ซึ่งมีแหล่งน้ำประวัติศาสตร์ของจังหวัดอุดรธานี คือ หนองสำโรง (หนองน้ำ) ซึ่งเป็นจุดที่พักกองทัพแห่งหนึ่งของพลตรีพระเจ้าบรมวงศ์เธอฯ กรมหลวงประจักษ์ศิลปาคมผู้ทรงก่อตั้งเมืองอุดรธานี อีกทั้งยังมีค่ายเจ้าพระยาสุรวงศ์วัฒนศักดิ์ หรือชื่อที่คนทั่วไปรู้จัก คือ ค่ายหนองสำโรง (ร 13 พัน 2 และ ร13 พัน 3) และสอดคล้องตามเจตนารมณ์ของประชาชนในเขตเทศบาล

หลักจากนั้น ในวันที่ 1 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2551 เทศบาลตำบลหนองสำโรง ได้ยกฐานะจากเทศบาลตำบลเป็นเทศบาลเมืองหนองสำโรง เนื่องมีความเจริญของตัวเมืองที่มีมากขึ้นเรื่อยๆ ชุมชนหนาแน่นขึ้นและมีการขยายตัวโดยรอบอีกทั้งเทศบาลมีรายได้ที่เหมาะสมและเพียงพอต่อการให้บริการสาธารณะกับประชาชนตามอำนาจหน้าที่ของเทศบาลเมืองได้[2]