อำเภอบ้านดุงแยกออกจากอำเภอหนองหาน จังหวัดอุดรธานีมาตั้งเป็นกิ่งอำเภอบ้านดุง ปี พ.ศ. 2502 ยกฐานะเป็นอำเภอบ้านดุง ปี พ.ศ. 2506 แบ่งเขตพื้นที่เป็น 3 ตำบล คือ ตำบลบ้านดุง ตำบลบ้านจันทน์ และตำบลดงเย็น เมื่อปลายสมัยกรุงสุโขทัยเป็นราชธานีและต้นสมัยกรุงศรีอยุธยา ได้มีกลุ่มราษฎรหลายเผ่า อาทิ เผ่าไทอีสานจากจังหวัดนครราชสีมา เผ่าลาวเวียงจันทน์จากลาว มาตั้งหลักฐานอยู่ที่หมู่บ้านดงเย็น ตำบลดงเย็น เผ่าภูไทมาตั้งหลักฐานอยู่ที่บ้านถ่อนนาลับ ตำบลถ่อนนาลับ เผ่าพวนมาตั้งหลักฐานอยู่ที่บ้านดงเย็น ตำบลดงเย็นและเผ่าลาวข่ามาตั้งหลักฐานอยู่ที่บ้านนามั่ง ตำบลถ่อนนาลับ อำเภอบ้านดุง ราษฎรเผ่าไทอีสานนี้ตั้งหลักฐานกระจายอยู่ทั่วไปในท้องที่อำเภอบ้านดุง เป็นเผ่าดั้งเดิมในท้องถิ่นนี้ นอกจากนี้ ยังมีวัตถุโบราณปรากฏอยู่จนถึงทุกวันนี้ อาทิ โบสถ์ร้างวัดศรีขวัญเมือง ก่อสร้างด้วยอิฐผสมยางไม้ อยู่ในเขตเทศบาลตำบลบ้านดุง ห่างจากที่ว่าการอำเภอบ้านดุง ไปทางทิศตะวันตก ประมาณ 2 กิโลเมตรเจดีย์ใหญ่ที่บ้านอ้อมกอ ตำบลอ้อมกอ อำเภอบ้านดุง ก่อด้วยอิฐหินปูน อยู่ห่างจากที่ว่าการอำเภอบ้านดุง ไปทางทิศตะวันออกเฉียงใต้ ประมาณ 19 กิโลเมตร คูเมืองโบราณที่บ้านถ่อนนาลับ ตำบลถ่อนนาลับ อำเภอบ้านดุง ห่างจากที่ว่าการอำเภอบ้านดุง ไปทางทิศตะวันตกเฉียงเหนือ ประมาณ 20 กิโลเมตร

ลักษณะภูมิประเทศ

อำเภอบ้านดุงตั้งอยู่ทางทิศตะวันออกเฉียงเหนือของจังหวัด มีอาณาเขตติดต่อกับเขตการปกครองข้างเคียงดังต่อไปนี้
 

ทิศเหนือ ติดต่อกับอำเภอโพนพิสัย (จังหวัดหนองคาย)

ทิศตะวันออก ติดต่อกับอำเภอบ้านม่วง อำเภอเจริญศิลป์ และอำเภอสว่างแดนดิน (จังหวัดสกลนคร)

ทิศใต้ ติดต่อกับอำเภอสว่างแดนดิน (จังหวัดสกลนคร) อำเภอทุ่งฝน และอำเภอพิบูลย์รักษ์

ทิศตะวันตก ติดต่อกับอำเภอเพ็ญและอำเภอสร้างคอม

การแบ่งเขตการปกครอง

          อำเภอบ้านดุง แบ่งออก ดังนี้

1.ศรีสุทโธ (Si Suttho) 12 หมู่บ้าน 8.นาไหม (Na Mai) 13 หมู่บ้าน

2.บ้านดุง (Ban Dung) 18 หมู่บ้าน 9.ถ่อนนาลับ (Thon Na Lap) 8 หมู่บ้าน

3.ดงเย็น (Dong Yen) 7 หมู่บ้าน 10.วังทอง (Wang Thong) 7 หมู่บ้าน

4.โพนสูง (Phon Sung) 12 หมู่บ้าน 11.บ้านม่วง (Ban Muang) 12 หมู่บ้าน

5.อ้อมกอ (Om Ko) 10 หมู่บ้าน 12.บ้านตาด (Ban Tat) 10 หมู่บ้าน

6.บ้านจันทน์ (Ban Chan) 18 หมู่บ้าน 13.นาคำ (Na Kham) 12 หมู่บ้าน

7.บ้านชัย (Ban Chai) 9 หมู่บ้าน

การปกครอง ประกอบด้วย

                     เทศบาล  1 แห่ง   /   องค์การบริหารส่วนตำบล  12 แห่ง ท้องที่อำเภอบ้านดุงประกอบด้วยองค์กรปกครองส่วนท้องถิ่น 13 แห่ง ได้แก่

-เทศบาลเมืองบ้านดุง ครอบคลุมพื้นที่ตำบลศรีสุทโธทั้งตำบลและบางส่วนของตำบลบ้านดุง

-องค์การบริหารส่วนตำบลบ้านดุง ครอบคลุมพื้นที่ตำบลบ้านดุง (เฉพาะนอกเขตเทศบาลเมืองบ้านดุง)

-องค์การบริหารส่วนตำบลดงเย็น ครอบคลุมพื้นที่ตำบลดงเย็นทั้งตำบล

-องค์การบริหารส่วนตำบลโพนสูง ครอบคลุมพื้นที่ตำบลโพนสูงทั้งตำบล

-องค์การบริหารส่วนตำบลอ้อมกอ ครอบคลุมพื้นที่ตำบลอ้อมกอทั้งตำบล

-องค์การบริหารส่วนตำบลบ้านจันทน์ ครอบคลุมพื้นที่ตำบลบ้านจันทน์ทั้งตำบล

-องค์การบริหารส่วนตำบลบ้านชัย ครอบคลุมพื้นที่ตำบลบ้านชัยทั้งตำบล

-องค์การบริหารส่วนตำบลนาไหม ครอบคลุมพื้นที่ตำบลนาไหมทั้งตำบล

-องค์การบริหารส่วนตำบลถ่อนนาลับ ครอบคลุมพื้นที่ตำบลถ่อนนาลับทั้งตำบล

-องค์การบริหารส่วนตำบลวังทอง ครอบคลุมพื้นที่ตำบลวังทองทั้งตำบล

-องค์การบริหารส่วนตำบลบ้านม่วง ครอบคลุมพื้นที่ตำบลบ้านม่วงทั้งตำบล

-องค์การบริหารส่วนตำบลบ้านตาด ครอบคลุมพื้นที่ตำบลบ้านตาดทั้งตำบล

-องค์การบริหารส่วนตำบลนาคำ ครอบคลุมพื้นที่ตำบลนาคำทั้งตำบล

พื้นที่ทำการเกษตร อำเภอบ้านดุง มีพื้นที่การเกษตรทั้งสิ้น  53,676  ไร่  เป็นเกษตรกร จำนวน 7,963 คน