โรงเรียนน้ำโสมพิทยาคมเป็นโรงเรียนมัธยมศึกษาในสังกัดสำนักงานเขตพื้นที่ การศึกษาอุดรธานี เขต 4 สำนักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน กระทรวงศึกษาธิการวันที่ 21 พฤษภาคม 2516 ตั้งเป็นโรงเรียนอุดรพิทยานุกูล สาขาน้ำโสม อาศัยโรงเรียนบ้านนางัวเป็นสถานศึกษารุ่นแรกมีนักเรียนชั้น ม. 1 จำนวน 24 คน เป็นชาย 15 คน หญิง 9 คน ได้รับความอนุเคราะห์จาก
กิ่งอำเภอน้ำโสมจัดหาอุปกรณ์ โต๊ะ เก้าอี้ และครูมาทำการสอน 2 คน และแต่งตั้งให้ นายประวิทย์ ฝังแก้ว ครูใหญ่โรงเรียนบ้านเจริญสุข รักษาการครูใหญ่
โรงเรียนได้รับการอนุมัติให้เป็น “โรงเรียนน้ำโสมพิทยาคม” เมื่อวันที่ 14 มิถุนายน 2518 มีนายสงบ ผลินยศ ดำรงตำแหน่งครูใหญ่ และได้ย้าย สถานศึกษามาตั้งอยู่ที่บ้านโนนผาแดง หมู่ที่ 9 ตำบลนางัว โดยทาง
กิ่งอำเภอน้ำโสมได้จัดสรรที่ดินให้ มีเนื้อที่ทั้งหมด 53 ไร่ 75 ตารางวา ซึ่งเป็นสถานที่ตั้งปัจจุบัน วันที่ 17 พฤศจิกายน 2549 ได้รับการรับรองให้เป็นโรงเรียนต้นแบบโรงเรียนในฝันของอำเภอน้ำโสม