ในสมัยกรุงศรีอยุธยา ได้รวมการปกครองของอำเภอนครหลวง อยู่ในแขวง

คุณนคร ซึ่งต่อมาเปลี่ยนชื่อเป็นแขวงนครน้อย ในปีพ.ศ 2438 ได้มีการแบ่งแขวงนครน้อยตอนใต้เป็นอำเภอนครหลวงตามชื่อ ตำหนักนครหลวง ซึ่งพระเจ้าปราสาททองทรงโปรดฯ  ให้สร้างขึ้นริมแม่น้ำป่าสัก เพื่อเป็นที่ประทับ เมื่อเสด็จไปยังจังหวัดสระบุรี สถานีตำรวจ ได้ก่อตั้งขึ้น เมื่อปี พ.ศ 2445 ครั้งที่ หลวงบริหารนครเขต ดำรงตำแหน่งนายอำเภอสถานีตำรวจภูธรอำเภอนครหลวง มีฐานะเป็นสถานีตำรวจ มีสิบตำรวจเอก ดำรงตำแหน่งหัวหน้าสถานี มีกำลังตำรวจ จำนวน 7 นาย อาคารที่ทำการของสถานีตำรวจเป็นอาคารไม้ชั้นเดียว ต่อมา ในปี  พ.ศ 2502  กรมตำรวจ  ได้ยกฐานะจากสถานีตำรวจ  เป็นสถานีตำรวจภูธร

อำเภอนครหลวง โดยมี ร้อยตำรวจโทพินิจ สุวัธนเดช ดำรงตำแหน่ง เป็นผู้บังคับกองมีกำลังตำรวจในบังคับบัญชาจำนวน 30 นาย และ ต่อมาในปี พ.ศ.2518 กรมตำรวจได้ยกฐานะจากผู้บังคับเป็นสารวัตรใหญ่ในปี พ.ศ 2520 สถานีตำรวจภูธรอำเภอนครหลวงได้รับงบประมาณจากกรมตำรวจ ให้ก่อสร้างที่ทำการ สถานีตำรวจหลังใหม่แทนอาคารหลังเก่าที่ชำรุดทรุดโทรมและย้ายเข้ามาปฏิบัติหน้าที่ได้จัดการ ณ อาคารหลังใหม่ ซึ่งสร้างทางจากอาคาร

หลังเก่า ประมาณ 20 เมตร ตั้งแต่วันที่ 1 ตุลาคม 2521 โดยกรมตำรวจได้มอบอาคารเก่า ให้กระทรวงศึกษาธิการ จัดเป็นห้องประชุม ประชาชน เป็นต้นมา ปีพศ 2537  ยกฐานะจากสารวัตรใหญ่ เป็นรองผู้กำกับการ หัวหน้าสถานีตำรวจ จนปี พ.ศ 2541 ได้รับการยกฐานะจากรองผู้กำกับหัวหน้าสถานีตำรวจเป็นผู้กำกับการ หัวหน้าสถานีจนถึงปัจจุบัน