สถานีตำรวจภูธรท่าม่วง ก่อตั้งเมื่อ ปี พ.ศ. ๒๔๔๑ เดิมมีชื่อเรียกว่า สถานีตำรวจภูธรอำเภอใต้ ตั้งอยู่ที่บ้านท่าไม้รวก ตำบลม่วงชุม โดยมีหมื่นถนัดเชิงสืบ (กร สำแดงเดช) เป็นหัวหน้าสถานีท่านแรก
ต่อมาความเจริญของลำน้ำมีการเปลี่ยนแปลง ไม่สะดวกในการสัญจรของประชาชน ได้มีการย้ายอำเภอมาตั้งใหม่ใกล้กับวัดศรีโลหะราษฎรบำรุง สถานีก็ได้ย้ายตามมาด้วยและได้ใช้ชื่อใหม่ว่า สถานีตำรวจภูธรอำเภอวังขนาย
ปี พ.ศ. ๒๔๘๙ ที่ทำการอำเภอท่าม่วง และสถานีได้ย้ายมาอยู่ในพื้นที่ปัจจุบัน จึงใช้ชื่อว่าสถานีตำรวจภูธรอำเภอท่าม่วง ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมาจนมาเป็น “สถานีตำรวจภูธรท่าม่วง” ในปัจจุบัน
สำหรับอาคารที่ทำการ สถานีตำรวจภูธรท่าม่วง หลังเก่า ได้รับงบประมาณให้ก่อสร้างอาคาร เมื่อปี พ.ศ. ๒๕๒๘ และใช้ประโยชน์จนถึง ปี พ.ศ. ๒๕๖๕
ปี พ.ศ. ๒๕๖๔ ได้รับจัดสรรงบประมาณก่อสร้างอาคารที่ทำการหลังใหม่ ปีงบประมาณ พ.ศ. ๒๕๖๔ ซึ่งก่อสร้างแล้วเสร็จปี พ.ศ. ๒๕๖๕ และเข้าใช้ประโยชน์อาคาร ในวันที่ ๒๖ พ.ย. ๖๕ จนถึงปัจจุบัน
