อำเภอเดิมบางนางบวช ตั้งอยู่บริเวณตอนเหนือสุดของจังหวัดสุพรรณบุรี ห่างจากตัวจังหวัด 54 กิโลเมตร สมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอกรมพระยาดำรงราชานุภาพเสนาบดีกระทรวงมหาดไทยเจ้าพระยาชัยชนินทร์สมุหเทศาภิ-บาลและพระยานครพระนามผู้ว่าราชการจังหวัดสุพรรณบุรีพิจารณาแล้วเห็นว่าพื้นที่นี้มีความสำคัญ มีอาณาเขตกว้างขวางระยะทางห่างไหลจากอำเภอ นางบวชเดิม (อำเภอสามชุกปัจจุบัน) จำเป็นต้องมี สถานที่ราชการ เพื่ออำนวยความสะดวกบำบัดทุกข์ บำรุงสุขของราษฎรให้ทั่วหน้ากัน ตลอดจนรักษาผลประโยชน์ของรัฐ จึงพร้อมใจกัน เสนอขอตั้งอำเภอขึ้น เมื่อวันที่ 16 พฤษภาคม 2454 ( ตรงกับรัตนโกสินทร์ศก 130) เริ่มตั้งอำเภอมีชื่อว่า "อำเภอเดิมบาง" โดยโอนท้องที่มาจากอำเภอนางบวช (อำเภอสามชุกในปัจจุบัน) จำนวน 12 ตำบล โอนจากอำเภอบ้านเชี่ยน (ปัจจุบันคืออำเภอหันคา จังหวัดชัยนาท) จำนวน 2 ตำบล โอนจากท้องที่อำเภอบางระจัน จังหวัดสิงห์บุรี จำนวน 2 ตำบล รวมเป็น 16 ตำบล ต่อมาเมื่อ พ.ศ.2457 ทางราชการพิจารณาเปลี่ยนชื่อ "อำเภอนางบวช" เป็น "อำเภอสามชุก" จึงได้นำคำว่า "นางบวช" มาต่อท้ายชื่ออำเภอเดิมบาง จึงมีชื่อว่า "อำเภอเดิมบางนางบวช"
ตั้งแต่บัดนั้นมาจนถึงทุกวันนี้ เดิมที่ว่าการอำเภอเอยู่ที่บ้านท่ารวก หมู่ที่ 3 ตำบลเขาพระ ต่อมาได้ย้ายที่ว่าการอำเภอมาตั้งอยู่หมู่ที่ 1 ตำบลเขาพระริมฝั่งตะวันตกของแม่น้ำท่าจีน และเมื่อพ.ศ. 2538 ได้งบประมาณก่อสร้างอาคารที่ว่าการอำเภอหลังใหม่ เป็นอาคารเฉลิมพระเกียรติพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวเนื่องในวโรกาสทรงครองราชย์ เป็นที่ 50จึงได้จัดสร้างในบริเวณริมถนนสุพรรณ - ชัยนาท หมู่ที่ 2 ตำบลเขาพระในปัจจุบัน เดิมอำเภอเดิมบางนางบวช มีพื้นที่ทั้งหมด 1681 ตารางกิโลเมตร หรือ 1,060,625 ไร่ ต่อมาได้แยกพื้นที่ออกเป็นอำเภอด่านช้าง ปัจจุบันมีพื้นที่ 561.77 ตารางกิโลเมตร หรือ 351,106.87 ไร่