มหาวิทยาลัยราชภัฏอุตรดิตถ์ ก่อตั้งขึ้นเมื่อ วันที่ 1 สิงหาคม พ.ศ. 2479 ในที่ดินราชพัสดุ ตำบลท่าอิฐ อำเภอเมือง จังหวัดอุตรดิตถ์ มีเนื้อที่ 42 ไร่เศษ มีชื่อเรียกว่า 'โรงเรียนฝึกหัดครูประกาศนียบัตร จังหวัดอุตรดิตถ์' เปิดสอนหลักสูตรประกาศนียบัตรจังหวัด (ว.) และ เปิดสอนหลักสูตรประกาศนียบัตรครูประชาบาล (ป.ป.) อีกระดับหนึ่ง

ต่อมาในปี พ.ศ. 2485 ได้เป็นชื่อเป็น 'โรงเรียนฝึกหัดครูอุตรดิตถ์' เมื่อวันที่ 1 สิงหาคม พ.ศ. 2491 และ เปิดสอนหลักสูตร ประกาศนียบัตรครูมูล (ป.) เพิ่มขึ้นอีกระดับหนึ่ง ในปี พ.ศ. 2492 จนถึงปี พ.ศ. 2498 จึงได้เปิดสอนหลักสูตร ประกาศนียบัตรวิชาการศึกษา (ป.กศ.) และเลิกสอนหลักสูตรอื่น ๆ ที่สอนมาแต่เดิม จนกระทั่งวันที่ 25 พฤษภาคม พ.ศ. 2511 ได้ยกฐานะเป็น 'วิทยาลัยครูอุตรดิตถ์' เปิดสอนถึงระดับประกาศนียบัตรวิชาการศึกษาชั้นสูง (ป.กศ. สูง) และได้ขยายพื้นที่วิทยาลัย เพิ่มขึ้นเป็น 190 ไร่ 1 งาน 79 ตารางวา

ในปีต่อมา ได้มีการขยายปริมาณงานเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เมื่อจำนวนนักเรียนที่ต้องการเข้าเรียนในวิทยาลัยครูมากขึ้น และความต้องการครูมีมาก จนต้องเปิดสอนให้แก่บุคลลากรภายนอก (ภาคค่ำ) เมื่อวันที่ 1 กันยายน พ.ศ. 2512 และเปิดสอนหลักสูตรประกาศนียบัตรครูประถม (ป.ป.) เพิ่มขึ้น ตามความต้องการของต้นสังกัดต่างๆ ในปี พ.ศ. 2513

หลังจากที่ได้มีการตราพระราชบัญญัติวิทยาลัยครู พ.ศ. 2518 ขึ้นแล้ว วิทยาลัยครูอุตรดิตถ์ ได้รับการยกฐานะเป็น วิทยาลัยครู ตามพระราชบัญญัตินี้เมื่อวันที่ 1 สิงหาคม พ.ศ. 2519 ทำให้วิทยาลัยครูมีฐานะเป็นสถาบันอุดมศึกษาผลิตครูระดับ ป.กศ. และป.กศ.ชั้นสูง ตามหลักสูตรสภาการฝึกหัดครู และเปลี่ยน การจัดสอนภาคนอกเวลามาเป็นการสอนฝึกหัดครูต่อเนื่องแทน

ปี พ.ศ. 2521 เริ่มเปิดสอนถึงระดับปริญญาตรี (ค.บ.) เลิกผลิตครูในโครงการฝึกหัดครูภาคต่อเนื่อง โดยที่สถาบันได้เล็งเห็นว่าครูและบุคลลากรทางการศึกษาประจำการในจังหวัดอุตรดิตถ์ แพร่ และ น่าน ซึ่งเป็นเขตรับผิดชอบของสถาบัน ยังมีวุฒิต่ำกว่าปริญญาตรี เป็นจำนวนมาก ประกอบกับต้นสังกัดของครูเหล่านี้ มีความต้องการจะพัฒนาครูของตนให้มีความรู้และสมรรถภาพสูงขึ้น สถาบันโดยความเห็นชอบ ของสภาฝึกหัดครู จึงได้จัดให้มีการอบรมครู และ บุคลากรทางการศึกษาประจำการ (อคป.) ขึ้น เป็นรุ่นแรกใน ปี พ.ศ. 2522

ปี พ.ศ. 2524 ทางวิทยาลัยได้ขอจัดสรรที่ดิน ตำบลหมอนไม้ ประมาณ 400 ไร่ แต่ทางจังหวัดได้ขอจัดสรรให้หน่วยงานอื่นๆ ด้วย และส่วนหนึ่งได้จัดทำเป็นสนามกีฬาจังหวัดอุตรดิตถ์ และได้แบ่งสรรที่ดินให้แก่วิทยาลัยครูอุตรดิตถ์ สถาบันได้เข้าไปปักหลักเขตและวัดพื้นที่เรียบร้อย ในปี พ.ศ. 2530 มีเนื้อที่ 92 ไร่ 2 งาน 8 ตารางวา ซึ่งวิทยาลัยได้พัฒนาที่ดินผืนนี้เป็นศูนย์ฝึกประสบการณ์วิชาชีพทางการเกษตร และเป็นศูนย์วิจัยค้นคว้าทางเกษตรและเทคโนโลยี

ปีการศึกษา 2526 ได้เริ่มเปิดสอนหลักสูตรวิชาเอกเทคนิคการอาชีพ ระดับ ป.กศ. ชั้นสูง 5 สาขาวิชา ซึ่งนับว่าได้เริ่มขยายฐานทางวิชาการและวิชาชีพ ออกไปอีกก้าวหนึ่ง

ปี พ.ศ. 2527 ได้มีการแก้ไขพระราชบัญญัติวิทยาลัยครู พ.ศ. 2518 มีสาระสำคัญให้วิทยาลัยครูเป็นสถาบันศึกษาและวิจัยทางการสอนวิชาการต่างๆ และผลิตครูถึงระดับปริญญาตรี ทำให้วิทยาลัยครูมีฐานะเป็นสถาบันอุดมศึกษาหรือมหาวิทยาลัย จึงได้เปิดสอนวิชาการสาขาอื่นในระดับอนุปริญญาเพิ่มขึ้น ในปีการศึกษา 2528 เป็นปีแรก 4 สาขา ได้แก่ ออกแบบประยุกต์ศิลป์, พืชศาสตร์, ไฟฟ้า และนิเทศศาสตร์

ปี พ.ศ. 2529 ได้จัดการศึกษาสำหรับบุคลกรประจำการ (กศ.บป.) ขึ้นเป็นรุ่นแรก ในสาขาวิชาการศึกษาและสาขาวิชาการอื่น ทั้งระดับอนุปริญญาและระดับปริญญาตรี

ปี พ.ศ. 2530 ได้เปิดโรงเรียนสาธิตชั้นเด็กเล็กและชั้นอนุบาล ตามที่สภาฝึกหัดครูอนุมัติ และมีโครงการขยายเปิดชั้นประถมปีที่ 1 ในปีการศึกษา 2531

ปี พ.ศ. 2533 วิทยาลัยครูอุตรดิตถ์ ได้ร่วมกับสถาบันบัณฑิตพัฒนบริหารศาสตร์ หรือนิด้า (NIDA) เพื่อเปิดสอนปริญญาโททางรัฐประศาสนศาสตร์ ภาคพิเศษ เป็นรุ่นแรก ตามโครงการ NIDA-UTC และ ในปี พ.ศ. 2534 วิทยาลัยครูอุตรดิตถ์ ได้ร่วมมือกับหอการค้าจังหวัดอุตรดิตถ์ ในการเปิดสอนภาคพิเศษ สำหรับสมาชิกหอการค้า เพื่อรับปริญญาทางบริหารธุรกิจ และยกมาตรฐานทางการค้าของจังหวัดอุตรดิตถ์ตามโครงการ EBD-UTC

วันที่ 14 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2535 พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวฯ ได้ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ พระราชทานชื่อ 'สถาบันราชภัฎ' แทนวิทยาลัยครู สถาบันราชภัฎอุตรดิตถ์จึงมีฐานะเป็นส่วนราชการหนึ่งของสำนักงานสภาสถาบันราชภัฎ การดำเนินงานของสถาบันขึ้นอยู่กับของข่ายที่กำหนดไว้ตามพระราชบัญญัติสถาบันราชภัฎ พ.ศ. 2537 โดยมีสภาสถาบันราชภัฎ และสภาประจำสถาบันราชภัฎอุตรดิตถ์ดังกล่าวเป็นผู้กำหนด

วันที่ 15 มิถุนายน พ.ศ. 2547 พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวฯ ได้ทรงมีพระมหากรุณาธิคุณโปรดเกล้าฯ ลงพระปรมาภิไธยในพระราชบัญญัติมหาวิทยาลัยราชภัฏ พ.ศ. 2547 ซึ่งได้นำประกาศลงในราชกิจจานุเบกษาในวันที่ 14 มิถุนายน พ.ศ. 2547 และมีผลบังคับใช้ตั้งแต่วันที่ 15 มิถุนายน พ.ศ. 2547 เป็นต้นไป มีผลทำให้สถาบันราชภัฏทั่วประเทศได้ยกฐานะขึ้นเป็นมหาวิทยาลัยราชภัฏจนถึงปัจจุบัน[9]

พิธีพระราชทานปริญญาบัตรของมหาวิทยาลัยราชภัฏอุตรดิตถ์จัดขึ้นเป็นประจำทุกปีในช่วงเดือนตุลาคม โดยพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าโปรดกระหม่อมให้ สมเด็จพระบรมโอรสาธิราชฯ สยามมกุฎราชกุมาร เสด็จพระราชดำเนินมาปฏิบัติพระราชกรณียกิจแทนพระองค์ในการพระราชทานปริญญาบัตร แก่บัณฑิตแห่งมหาวิทยาลัยราชภัฏอุตรดิตถ์จากทุกวิทยาเขต ณ หอประชุมทีปังกรรัศมีโชติ มหาวิทยาลัยราชภัฏเชียงใหม่

ปัจจุบันอธิการบดีแห่งมหาวิทยาลัยราชภัฏอุตรดิตถ์คนปัจจุบันคือ รศ.ดร.สุภาวิณี สัตยาภรณ์ และมีรองศาสตราจารย์ ดร.พินิติ รตะนานุกูล เป็นนายกสภามหาวิทยาลัย