เทศบาลนครพระนครศรีอยุธยา เดิมมีฐานะเป็นสุขาภิบาลเมืองกรุงเก่า ซึ่งได้จัดตั้งตามพระบรมราชโองการประกาศให้ใช้ในพระราชบัญญัติการจัดการสุขาภิบาลตามหัวเมือง ร.ศ. 127 เมื่อวันที่ 25 พฤษภาคม 2459 สุขาภิบาลเมืองกรุงเก่า ตั้งอยู่ในท้องที่อำเภอรอบกรุงเก่า ซึ่งปัจจุบันคือ อำเภอพระนครศรีอยุธยา และมีเขตการปกครองในความรับผิดชอบ 5 ตำบล ได้แก่ ตำบลหัวรอ ตำบลรัตนไชย ตำบลท่าวาสุกรี ตำบลคลองสวนพลู และตำบลกะมัง
 
ต่อมา พ.ศ. 2478 ได้มีพระราชกฤษฎีกายกฐานะสุขาภิบาลกรุงเก่าเป็นเทศบาลเมืองนครศรีอยุธยา พร้อมทั้งได้มีการขยายเขตตามพระราชกฤษฎีกาจัดตั้งเทศบาลเมืองนครศรีอยุธยา พ.ศ. 2481 พ.ศ. 2499 และพ.ศ. 2505 ตามลำดับ และในปี พ.ศ. 2542 ได้มีพระราชกฤษฎีกายกฐานะเทศบาลเมืองนครศรีอยุธยา เป็นเทศบาลนครนครศรีอยุธยา ต่อมาใน พ.ศ. 2548 ได้มี   พระราชกฤษฎีกาเปลี่ยนชื่อจากเทศบาลนครนครศรีอยุธยา เป็นเทศบาลนครพระนครศรีอยุธยาจวบจนถึงปัจจุบัน
 
  
ดวงตราประจำเทศบาล 
 
ดวงตราของเทศบาลนครพระนครศรีอยุธยา เป็นปราสาท ภายในปราสาทมีหอยสังข์ประดิษฐ์อยู่บนพานแว่นฟ้า และปราสาทอยู่ใต้ต้นหมัน ความหมายของดวงตราเทศบาลฯ มาจากตำนานการสร้างเมืองนครศรีอยุธยา ซึ่งเล่ากันในปี พ.ศ. 1890 โรคห่าระบาดผู้คนล้มตายเป็นจำนวนมาก พระเจ้าอู่ทองจึงอพยพย้ายผู้คนออกจากเมืองเดิมมาตั้งเมืองใหม่ที่ตำบลหนองโสน ซึ่งมีแม่น้ำล้อมรอบ ระหว่างที่พักเขตราชวัติฉัตรธงตั้งศาลเพียงตา กระทำพิธีกลบบัตรสุมเพลิง ปรับพื้นที่เพื่อตั้งพระราชวังอยู่นั้น ปรากฏว่าเมื่อขุดมาถึงใต้ต้นหมันได้พบหอยสังข์ทักษิณาวรรตบริสุทธิ์ พระเจ้าอู่ทองโสมนัสในศุภนิมิตนั้นจึงสร้างปราสาทน้อยขึ้นเป็นที่ประดิษฐานหอยสังข์ดังกล่าว