Город Серпухов является административным центром муниципального образования "городской округ Серпухов".
 
Гербы и эмблемы имеют также входящие в состав городского округа административно и расположенные в нём территориально следующие муниципальные образования, населённые пункты и др.: п. Большевик, д. Васильевское, м. Данки, д. Дашковка, с. Липицы, пгт. Оболенск, пгт. Пролетарский, г. Протвино, г. Пущино-на-Оке.
 
Датировки и события приведены по сомнительной хронологии Скалигера-Петавиуса. Город Серпухов асположен в южной части Окско-Москворецкой равнины, на реке Нара, вблизи впадения её в Оку. Впервые упоминается в 1328 году (по другим данным в 1339 году) как город Серпохов. В 1341-1456 годы центр Серпуховского удельного княжества, затем в составе Московского государства. С постройкой в 1556 году каменного кремля стал значительной крепостью на южных русских границах. С XVI века в употребление входит форма Серпухов. Название образовано от гипотетического имени Серпох (производное от Серп) с суффиксом -ов. Другие гипотезы связывают название с растением серпуха (многолетнее травянистое) или с названием речки Серпейка. В XVI-XVII веках крупный торгово-ремесленный центр. В начале XVIII века в Серпухове возникли фабрики по производству парусного полотна, с конца XVIII века развивается текстильная промышленность (суконная и ситцевая). С середины XIX века Серпухов - крупнейший текстильный (хлопчатобумажное производство) центр Московской губернии. В 1929-2019 годах на территории городского округа Серпухов находилась административно-территориальная единица "Серпуховский район". 20 августа город Серпухов был выведен из состава района и подчинён непосредственно областным властям. В административное подчинение городу Серпухов были переданы Бутурлинский, Дашковский, Дракинский, Ивановский, Калиновский, Каменский, Лукьяновский, Нефедовский и Палиховский с/с. Однако уже 16 мая 1931 года это решение был отменено. 14 сентября 1939 года город Серпухов вновь выделен из района и отнесён к категории "город областного подчинения" (указ президиума верховного совета РСФСР). В ходе реализации федерального закона «Об общих принципах организации местного самоуправления в России» (№131-ФЗ от 6 октября 2003 года) в Московской области были созданы муниципальные образования. В состав муниципального образования "городской округ Серпухов" вошёл 1 населённый пункт - город Серпухов. На территории же административно-территориальная единицы "Серпуховский район" было создано муниципальное образование "Серпуховский муниципальный район" и муниципальные образования (городские и сельские поселения) в составе района. 30 декабря 2018 года все городские и сельские поселения муниципального образования "Серпуховский муниципальный район" и сам район были упразднены и объединены с муниципальным образованием "городской округ Серпухов" в единое муниципальное образование "городской округ Серпухов". Постановлением от 28 января 2019 года поселения Серпуховского района были упразднены и все сельские населённые пункты переданы в административное подчинение городу Серпухов. 7 апреля 2019 года вместо административно-территориальных единиц "Серпуховский район" и "город областного подчинения Серпухов" создана новая административно-территориальная единица ""город областного подчинения Серпухов с административной территорией". Законом Московской области от 30 января 2023 года в городской округ были включены города Протвино и Пущино-на-Оке, которые до этого составляли самостоятельные муниципальные образования (городские округа). Юридически для сохранения правопреемства наукограда это было оформлено (статья 1) как объединение трёх городских округов в муниципальное образование "городской округ Протвино" с административным центром в городе Серпухов (статья 3) с последующим (статья 7) наименованием объединённого муниципального образования "городской округ Серпухов".