โรงเรียนน้ำโสมพิทยาคมเป็นโรงเรียนมัธยมศึกษาในสังกัดสำนักงานเขตพื้นที่การศึกษาอุดรธานี เขต ๔ สำนักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน กระทรวงศึกษาธิการ วันที่ ๒๑ พฤษภาคม ๒๕๑๖ ตั้งเป็นโรงเรียนอุดรพิทยานุกูล สาขาน้ำโสม อาศัยโรงเรียนบ้านนางัวเป็นสถานศึกษา รุ่นแรกมีนักเรียน ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ ๑ จำนวน ๒๔ คน เป็นชาย ๑๕ คน หญิง ๙ คน ได้รับความอนุเคราะห์จากกิ่งอำเภอน้ำโสมจัดหาอุปกรณ์ โต๊ะ เก้าอี้ และครูมาทำการสอน ๒ คน และแต่งตั้งให้ นายประวิทย์ ฝังแก้ว ครูใหญ่โรงเรียน บ้านเจริญสุข รักษาการครูใหญ่ โรงเรียนได้รับการอนุมัติให้เป็น “โรงเรียนน้ำโสมพิทยาคม” เมื่อวันที่ ๑๔ มิถุนายน ๒๕๑๘ โดยมี นายสงบ ผลินยศ ดำรงตำแหน่งครูใหญ่ และได้ย้ายสถานศึกษามาตั้งอยู่ที่บ้านโนนผาแดง หมู่ที่ ๙ ตำบลนางัว โดยทางกิ่งอำเภอน้ำโสมได้จัดสรรที่ดินให้ มีเนื้อที่ทั้งหมด ๕๓ ไร่ ๗๕ ตารางวา ซึ่งเป็นสถานที่ตั้งปัจจุบัน วันที่ ๑๗ พฤศจิกายน ๒๕๔๙ ได้รับการรับรองให้เป็นโรงเรียนต้นแบบโรงเรียนในฝันของอำเภอน้ำโสม และวันที่ ๑๔ กุมภาพันธ์ ๒๕๕๐ โรงเรียนผ่านการประเมินคุณภาพภายนอกสถานศึกษา โดยสำนักงานรับรองมาตรฐานและประกันคุณภาพภายนอก (สมศ.)