แขวงหลวงน้ำทาพื้นที่แขวงนี้เดิมเป็นส่วนหนึ่งของแขวงหัวของ ต่อมาแขวงหัวของถูกยุบลงและแยกออกเป็น 2 แขวง
ที่มีความสำคัญทางประวัติลาว ในอดีตราวคริสต์ศตวรรษที่ 5 แขวงนี้เคยเป็นที่ตั้งของอาณาจักรฟูนันและเจนฬาโดยได้เรียกขานเมืองนี้ว่า "ศรีโคตรบูร"
ตามประวัติศาสตร์ไทย เมืองหัวพันคือเมืองหัวพันทั้งห้าทั้งหกเคยเป็นเมืองขึ้นกับไทยมาช้านาน เป็นดินแดนแห่งทิวเขาสลับซับซ้อน เหวลึกและดอยสูง พื้นที่ 75 เปอร์เซ็นต์เป็นป่าไม้ ทำให้การคมนาคมลำบาก ประชากรประกอบด้วยชนกลุ่มน้อยเผ่าต่างๆ อาทิ ไทขาว ไทแดง ไทเหนือ ไทน้อย ม้ง ขมุ ยูนนาน เวียดนาม เป็นต้น