คลองโอ่งอ่าง คือส่วนหนึ่งของคลองรอบกรุงที่ต่อจากคลองบางลำพู ตรงสะพานผ่านฟ้าลีลาศ ปลายคลองไปออกแม่น้ำเจ้าพระยาใกล้วัดบพิตรพิมุข เป็นเส้นแบ่งเขตระหว่างเขตพระนครกับเขตสัมพันธวงศ์ กรุงเทพมหานคร
ในรัชสมัยพระบาทสมเด็จพระพุทธยอดฟ้าจุฬาโลก เมื่อพระองค์โปรดเกล้าฯ ให้สร้างพระบรมมหาราชวัง และขยายอาณาเขตพระนครให้กว้างออกไปนั้น ต่อมาในปี พ.ศ. 2326 ตรงกับปีเถาะ เบญจศก จุลศักราช 1144 พระองค์ได้ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้ขุดคลองคูเมืองเดิม โดยเชื่อมแม่น้ำเจ้าพระยาตอนเหนือที่ตำบลบางลำพู ผ่านวัดบวรนิเวศวิหาร วัดเทพธิดา วัดสระเกศ วังบูรพาภิรมย์ ไปออกแม่น้ำเจ้าพระยาตอนใต้ เหนือวัดสามปลื้มหรือวัดจักรวรรดิราชาวาส เป็นระยะทาง 85 เส้น 13 วา กว้าง 10 วา ลึก 5 ศอก ในการครั้งนั้นได้สร้างกำแพงประตูเมือง ป้อมปราการ เลียบแนวคลองด้านใน ตลอดทั้งคลอง ประตูเมืองและป้อมปราการเว้นระยะห่างกันเป็นช่วง ๆ ถึง 9 ช่วง เป็นคลองคูเมืองชั้นนอก เมื่อขุดคลองแล้วพื้นที่เมืองจึงกลายเป็นเกาะมีน้ำล้อมรอบ คือ ด้านตะวันตกเป็นแม่น้ำเจ้าพระยา และด้านตะวันออกเป็นคลองรอบกรุง
คลองรอบกรุงนี้มีชื่อเรียกแตกต่างกันไปหลายชื่อ ส่วนที่เริ่มตั้งแต่แม่น้ำเจ้าพระยาตรงวัดสังเวชวิทยารามจนถึงสะพานผ่านฟ้าลีลาศตรงช่วงปากคลองมหานาคนิยมเรียกว่า "คลองบางลำพู" เมื่อผ่านสะพานหันเรียก "คลองสะพานหัน" เมื่อผ่านวัดเชิงเลนเรียก "คลองวัดเชิงเลน" และช่วงสุดท้ายก่อนบรรจบแม่น้ำเจ้าพระยาเรียก "คลองโอ่งอ่าง" เพราะเคยเป็นแหล่งค้าขายเครื่องดินเผาของชาวมอญและชาวจีน การที่เรียกชื่อแตกต่างกันมีมาตั้งแต่สมัยไหนนั้นไม่สามารถค้นหลักฐานได้ จากหนังสือเก่าซึ่งพิมพ์ในสมัยรัชกาลที่ 5 ก็มีการเรียกชื่อคลองโอ่งอ่างกับคลองบางลำพูแล้ว เนื่องในโอกาสสมโภชกรุงรัตนโกสินทร์ พ.ศ. 2525 คณะรัฐมนตรีมีมติเมื่อวันที่ 7 ธันวาคม พ.ศ. 2525 ให้เรียกชื่อคลองนี้ให้ถูกต้องว่า "คลองรอบกรุง" ตลอดทั้งสาย