อุดรธานี เป็นดินแดนแห่งอารยธรรมเก่าแก่ที่สุดแห่งหนึ่งของโลก เคยเป็นถิ่นฐานที่อาศัยของมนุษย์ก่อนประวัติศาสตร์ประมาณ ๕,0๐๐-๗,๐๐๐ ปี ดังพบหลักฐานทางโบราณคดีบ้านเชียง อำเภอหนองหาน ซึ่งเป็นที่ยอมรับในวงประวัติศาสตร์และโบราณคดีทั่วโลก องค์การการศึกษา วิทยาศาสตร์และวัฒนธรรมแห่งสหประชาชาติ หรือ ยูเนสโก (Uกesco) ได้ขึ้นทะเบียนให้แหล่งโบราณคดีบ้านเชียงเป็น "มรดกโลกทางวัฒนธรรม" สืบต่อจากยุคความเจริญของอารยธรรมบ้านเชียงอุดรธานี ยังคงเป็นที่อาศัยของมนุษย์สืบมา แต่ไม่ปรากฏหลักฐานชื่อ (อุดรธานี) พบแต่เพียงหลักฐาน คือ โบเสมาสมัยทวารวดีลพบุรี และภาพเชียนสีบนฝาผนังถ้ำ บริเวณเทือกเขาภูพานใกล้วัดพระบาทบัวบก อำเภอบ้านผือ พ.ศ. ๒๔๒๘ พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ทรงโปรดให้พระเจ้าบรมวงศ์เธอกรมหมื่นประจักษ์ศิลปาคม เป็นแม่ทัพฝ่ายใต้ เดินทัพผ่านบ้านหมากแข้ง หรือบ้านเดื่อหมากแข้ง (อุดรธานีในปัจจุบัน) ซึ่งสังกัดเมืองหนองคาย ขึ้นการปกครองกับมณฑลลาวพวน เพื่อไปปราบกบฏจีนฮ่อจนสำเร็จ พ.ศ. ๒๔๓๖ เกิด "กรณีพิพาท ร.ศ. ๑๑๒" พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ทรงสละดินแดนฝั่งซ้ายของแม่น้ำโขงให้แก่ฝรั่งเศสตามสนธิสัญญาที่ทำขึ้น หน่วยทหารไทยที่ตั้งอยู่ที่เมืองหนองคาย อันเป็นศูนย์กลางของหัวเมือง ซึ่งมีกรมหมื่นประจักษ์ศิลปาคมเป็นข้าหลวงใหญ่ ได้อพยพย้ายมาถึงบ้านเดื่อหมากแข้ง ด้วยเห็นว่ามีชัยภูมิเหมาะสม และมีแหล่งน้ำอุดมสมบูรณ์ เช่น หนองนาเกลือ (หนองประจักษ์)จึงทรงให้ตั้งกองทหารและศูนย์มณฑลสาวพวนขึ้นพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ทรงมืพระบรมราชโองการ ตั้งเมืองอุดรธานีขึ้น เมื่อวันที่ ๑ เมษายน พ.ศ. ๒๔๕- โดยพระยาศรีสุริยราชวรานุวัตร "โพธิ์ เนติโพธิ์" ขึ้นที่บ้านหมากแข้งในการปกครองของมณฑลอุตร ภายหลัง พ.ศ. ๒๔๗๕ มีการเปลี่ยนแปลงการปกครองจากระบบสมบูรณาญาสิทธิราช ยกเลิกระบบมณฑลในส่วนภูมิภาค มาเป็นระบอบประชาธิปไตย คงเหลือเฉพาะจังหวัดและอำเภอ จึงยกฐานะเป็นจังหวัดอุดรธานี