อำเภอเมืองพิจิตร สมัยก่อนเรียกว่าแขวงท่าหลวง ซึ่งมีอยู่ 3 แขวงด้วยกัน คือ
แขวงท่าหลวง แขวงบางมูลนาก และแขวงบางคลาน ทั้ง 3 แขวงนี้จัดเป็นหัวเมืองหนึ่งขึ้นตรงต่อมณฑลพิษณุโลก สมัยนั้นผู้ปกครองหัวเมือง เรียกว่า ผู้ว่าการเมืองหรือเจ้าเมือง ผู้ปกครองแขวงเรียกว่า
นายแขวง ต่อมาในปี พ.ศ. 2450 ในสมัยรัชกาลที่ 5 ได้มีการเปลี่ยนชื่อแขวงเป็นอำเภอ นายแขวง เรียกว่า นายอำเภอ แขวงท่าหลวงจึงเปลี่ยนมาเป็นอำเภอท่าหลวงในปี พ.ศ. 2481 ทางราชการเห็นว่าอำเภอที่ตั้งอยู่กับตัวจังหวัดถ้ามีชื่อไม่ตรงกับจังหวัดแล้วให้เปลี่ยนชื่ออำเภอให้ตรงกับจังหวัดทั้งหมด ฉะนั้น อำเภอท่าหลวง จึงเปลี่ยนเป็นอำเภอเมืองพิจิตร ตั้งแต่บัดนั้นเป็นต้นมา
เขตการปกครองของอำเภอเมืองพิจิตร แต่เดิมกว้างขวางมากเพราะรวมเอาอำเภอสามง่าม อำเภอโพธิ์ประทับช้าง อำเภอวังทรายพูน และบางตำบลของอำเภอตะพานหินเข้าไว้ด้วย ครั้นต่อมาเมื่อบ้านเมืองเจริญขึ้น เพื่อสะดวกแก่การปกครองทางราชการจึงได้แยกเอาตำบลต่าง ๆ ที่เคยอยู่ในเขตของอำเภอเมืองพิจิตร จัดตั้งเป็นอำเภอหรือกิ่งอำเภอขึ้นอยู่กับอำเภอเมืองพิจิตร และต่อมาภายหลังจึงได้ยกฐานะเป็นอำเภอ
อาคารที่ว่าการอำเภอเป็นเรือนไม้สองชั้น ต่อมาจึงได้รับงบประมาณก่อสร้างเป็นอาคารตึกสองชั้น ทำพิธีเปิดเมื่อเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2519 ซึ่งให้เป็นอาคารที่ว่าการอำเภอเมืองพิจิตร และได้มีการจัดสร้างใหม่อีกครั้ง เมื่อ ปี พ.ศ. 2543 ให้เป็นที่ว่าการอำเภอเมืองพิจิตรจนถึงปัจจุบัน
สำนักงานเกษตรอำเภอเมืองพิจิตร ตั้งอยู่หลังที่ว่าการอำเภอเมืองพิจิตร (ด้านหลังสุด)
