จัดตั้งขึ้นเมื่อ พ.ศ. 2538 ครอบคลุมพื้นที่ 333 ตารางกิโลเมตร โดยมีที่ทำการอุทยานฯ อยู่ที่ริมทะเลสาบเหนือเขื่อนอุบลรัตน์ ซึ่งอยู่ในเขตจังหวัดขอนแก่นเชิงเขาภูพานคำ เขตอำเภอโนนสัง มีจุดท่องเที่ยวที่น่าสนใจ 3 แห่ง คือ ภูพานคำและภูเก้า

ภูพานคำ เป็นทิวเขาด้านตะวันออกของลุ่มน้ำพอง และเป็นส่วนหนึ่งของเทือกเขาภูพาน ตอนบนมีทัศนียภาพที่สวยงามของทะเลสาบเหนือเขื่อนอุบลรัตน์ ซึ่งนักท่องเที่ยวมักจะพักแรมโดยเต็นท์ หรือที่บ้านพักของอุทยานฯ หรือที่ศาลาพักแรมของกรมประชาสงเคราะห์ บริเวณทะเลสาบท้ายเขื่อนอุบลรัตน์ ภูพานคำนี้เป็นแหล่งเพาะพันธุ์ปลาและเป็นแหล่งตกปลาที่มีชื่อเสียงของจังหวัดด้วย

    ภูเก้า ประกอบด้วยภูเขา 9 ลูก คือ ภูฝาง ภูขุมปูน ภูหัน ภูเมย ภูค้อหม้อ ภูชั้น ภูเพราะ ภูลวก และภูวัด ภูทั้ง 9 ลูกนี้มีความสลับซับซ้อนมาก ประกอบด้วยป่าไม้ สัตว์ป่านานาชนิด ถ้ำ น้ำตก ลานหินลาด และหินลักษณะแปลกๆ คล้ายปราสาทถ้ำพลาไฮ มีภาพเขียนรูปฝ่ามือ และภาพแกะสลักของมนุษย์ยุคก่อนประวัติศาสตร์ และศาลาบนยอดหินที่เรียกว่า หอสวรรค์ สามารถชมวิวได้ นอกจากนี้บริเวณภูเก้ายังมีวัดพระพุทธบาทภูเก้า ซึ่งปรากฏรอยเท้าคน และสุนัขขนาดใหญ่สลักบนหิน อันเกี่ยวโยงกับนิทานพื้นบ้านเรื่อง พระสุพรหมวิโมขา กับหมาเก้าหาง และตามผนังถ้ำบริเวณวัดยังมีภาพเขียนสี ภาพสลักสมัยก่อนประวัติศาสตร์