เมืองอโยธาในอดีตมีชื่อว่า "เมืองอโยธยาศรีรามเทพนคร" ซึ่งตั้งมาก่อนที่จะมีการตั้งกรุงศรีอยุธยาเป็นราชธานี โดยเมืองอโยธยา มีฐานะเป็น[มืองลูกหลวงของอาณาจักรละโว้ในอดีต โดยเมืองได้เสื่อมอำนาจลงเนื่องจากการเสื่อมอำนาจของอาณาจักรขอม

เทศบาลเมืองอโยธยาได้รับการเปลี่ยนแปลงฐานะจากเทศบาลตำบลเป็นเทศบาลเมือง ตั้งแต่วันที่ 24 พฤษภาคม พ.ศ. 2547[2] ตามเงื่อนไขหลักเกณฑ์แห่งพระราชบัญญัติเทศบาล พ.ศ. 2496 ซึ่งแก้ไขเพิ่มเติมโดยพระราชบัญญัติเทศบาล (ฉบับที่ 12) พ.ศ. 2546 มาตรา 10 "เทศบาลเมืองได้แก่ท้องถิ่นอันเป็นที่ตั้งศาลากลางจังหวัด หรือท้องถิ่นชุมนุมชนที่มีราษฎรตั้งแต่หนึ่งหมื่นคนขึ้นไป ทั้งมีรายได้พอควรแก่การที่จะปฏิบัติหน้าที่อันต้องทำตามพระราชบัญญัตินี้ และซึ่งมีประกาศกระทรวงมหาดไทยยกฐานะเป็นเทศบาลเมือง ประกาศกระทรวงมหาดไทยนั้นให้ระบุชื่อและเขตของเทศบาลไว้ด้วย"