นครสวรรค์ ในอดีตเป็นเมืองโบราณที่มีความเจริญรุ่งเรืองมาช้านานจากหลักฐานการขุดค้นพบโบราณวัตถุสมัยทวารวดีที่บ้านโคกไม้เดน อำเภอพยุหะคีรี (ในปัจจุบัน)
ในจารึกของพ่อขุนรามคำแหง ซึ่งเป็นรัชกาลที่ 3 ในราชวงศ์พระร่วง ได้เรียกเมืองนี้ว่า"เมืองพระบาง"เป็นเมืองด่านของมณฑลราชธานี สุดชายแดนฝ่ายใต้ ถัดขึ้นไปมีเมืองคณฑีที่บ้านโคนอยู่ระหว่างกลางอีกเมืองหนึ่งแล้วก็ถึงเมืองนครชุม ซึ่งก็คือเมืองกำแพงเพชรในปัจจุบัน
ด้วยเหตุที่ตัวเมืองอยู่ทางทิศตะวันตกของแม่น้ำเจ้าพระยา แล้วหันไปทางทิศตะวันออกตอนเช้าจะเห็นดวงตะวันขึ้นตรงหน้าเมืองพอดีหลายคน จึงเรียก"เมืองชอนตะวัน" แล้วเปลี่ยนไปเป็น"นครสวรรค์" จนทุกวันนี้
ปี 2321 พระบาทสมเด็จพระพุทธยอดฟ้าจุฬาโลกมหาราช ครั้นดำรงพระยศเป็นเจ้าพระยามหากษัตริย์ศึกได้อัญเชิญ "พระบาง" ส่งกลับคืนยังกรุงเวียงจันทร์ ระหว่างทางได้นำพระบางไปไว้ที่เมืองนครสวรรค์ชั่วคราวก่อนเนื่องจากเกิดศึกติดพันกับพม่าดังนั้นนครสวรรค์จึงมีชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า "เมืองพระบาง"
ในสมัยราชกาลที่ 5 ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้กระทรวงมหาดไทย จัดรูปแบบระบบมณฑลเทศาภิบาลขึ้น และทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้พระยาดัสกร ปลาส (อยู่)เป็นข้าหลวงเทศาภิบาลมณฑลเป็นคนแรก
ตัวเมืองนครสวรรค์ ได้ย้ายไปอยู่ทางฝั่งตะวันตกและฝั่งตะวันออกด้วยจนเกิดเป็นชุมชนใหญ่ขึ้น ตัวอำเภอเมืองอยู่ที่อำเภอบ้านแก่ง ต่อมาปี 2447 ตำบลบ้านแก่งก็ย้ายกลับมาอยู่ที่ปากน้ำโพดังเดิม เรียกว่า "ตำบลปากน้ำโพ"
ในปี พ.ศ.2458 สมัยรัชกาลที่ 6 ทรงโปรดเกล้าฯ ให้จัดรูปแบบการปกครองเป็นแบบจังหวัด อำเภอ แทนแบบตำบล จึงได้ย้ายตัวเมืองกลับมายังฝั่งตะวันตกของแม่น้ำอีกครั้งหนึ่งแล้วให้เรียกชื่อว่า"อำเภอเมืองนครสวรรค์" ดังปัจจุบันนี้