วัดโพธิสมภรณ์เริ่มสร้างเมื่อปี พ.ศ. 2449 ตอนปลายสมัยรัชกาลที่ 5 แห่งรัตนโกสินทร์ โดยมหาอำมาตย์ตรี พระยาศรีสุริยราชวรานุวัตร (โพธิ เนติโพธิ) สมุหเทศาภิบาลมณฑลอุดร ได้พิจารณาเห็นว่าในเขตเทศบาลเมืองอุดรธานี มีเพียงวัดมัชฌิมาวาส วัดเดียวเท่านั้น สมควรที่จะสร้างวัดขึ้นอีกสักวัดหนึ่ง จึงได้ไปสำรวจดูสถานที่ทางด้านทิศใต้ของ “หนองนาเกลือ” ซึ่งเป็นหนองน้ำกว้างใหญ่ อุดมไปด้วยเกลือสินเธาว์ มีปลาและจระเข้ชุกชุม (ต่อมาภายหลังได้เปลี่ยนชื่อเป็น “หนองประจักษ์” เพื่อเป็นอนุสรณ์แด่ กรมหลวงประจักษ์ศิลปาคมผู้ก่อตั้งเมืองอุดรธานี) เห็นว่าเป็นทำเลที่เหมาะสมควรแก่การสร้างวัดได้เพราะเป็นที่ราบป่าละเมาะ เงียบสงบดี ไม่ใกล้ไม่ไกลจากหมู่บ้านมากนักและอยู่ใกล้แหล่งน้ำเมื่อ ตกลงใจเลือกสถานที่ได้แล้ว ก็ได้ชักชวนราษฎรในหมู่บ้านหมากแข้ง ถากถางป่าจนพควรแก่การปลูกกุฏิ ศาลาโรงธรรม สำหรับใช้เป็นที่บำเพ็ญบุญ และเป็นที่ถือน้ำพระพิพัฒน์สัตยาประจำปีของหน่วยราชการ ใช้เวลาสร้างอยู่ประมาณ 1 ปี ในระยะแรกชาวบ้านเรียกว่า “วัดใหม่”เพราะ แต่เดิมมีเพียงวัดมัชฌิมาวาส ซึ่งชาวบ้านเรียกว่า “วัดเก่า” ด้วยพบร่องรอยเป็นวัดร้างมาก่อน มีเจดีย์ศิลาแลงเก่าแก่และพระพุทธรูปหินขาว ปางนาคปรก และได้กราบอาราธนา พระครูธรรมวินยานุยุต (หนู) เจ้าคณะเมืองอุดรธานี จากวัดมัชฌิมาวาสมาเป็นเจ้าอาวาสวัด
5 ปูชนียวัตถุที่สำคัญภายในวัดโพธิสมภรณ์
1. พระพุทธรัศมี พระประธานในพระอุโบสถ เป็นพระพุทธรูปสัมฤทธิ์ ปางมารวิชัย อายุประมาณ 600 ปี
2. พระพุทธรูปศิลาแลง พระพุทธรูปศิลาแลง ปางประธานพร สมัยลพบุรี อายุ ประมาณ 1,300 ปี ประดิษฐานไว้ที่ซุ้มฝาผนังพระอุโบสถด้านหลัง
3. ต้นพระศรีมหาโพธิ์ ต้นพระศรีมหาโพธิ์ ซึ่งได้หน่อมาจากรัฐบาลประเทศศรีลังกา ที่มอบแก่รัฐบาลไทย พ.ศ. 2493 นำมาปลูกไว้ด้านทิศเหนือพระอุโบสถ
4. รอยพระพุทธบาทจำลอง รอยพระพุทธบาทจำลอง สร้างด้วยศิลาแลง มีอายุ 200 ปีเศษ ประดิษฐานไว้ในมณฑป ด้านทิศเหนือพระอุโบสถ
5. พระบรมธาตุธรรมเจดีย์พระบรมธาตุธรรมเจดีย์ เป็นเจดีย์พิพิธภัณฑ์ 3 ชั้น บรรจุพระบรมสารีริกธาตุ พระพุทธรูป พระไตรปิฎก คติธรรมคำสอน อัฐิธาตุพระอรหันตสาวก และรูปเหมือนพระบูรพาจารย์
ศูนย์พัฒนาคุณธรรม-ปฏิบัติธรรม วัดโพธิสมภรณ์-พระอารามหลวง