อำเภอเมืองนนทบุรี เป็นอำเภอศูนย์กลางการปกครอง การศึกษา เศรษฐกิจ และการสาธารณสุขของจังหวัดนนทบุรี
อำเภอเมืองนนทบุรีตั้งอยู่ทางทิศตะวันออกเฉียงใต้ของจังหวัด มีอาณาเขตติดต่อกับเขตการปกครองข้างเคียงดังนี้
อำเภอเมืองนนทบุรีในครั้งแรกนั้นมีชื่อว่า อำเภอตลาดขวัญ ไม่ปรากฏหลักฐานชัดเจนว่ามีฐานะเป็นอำเภอตั้งแต่เมื่อใด แต่ปรากฏชื่ออำเภอนี้ในชื่อเอกสารที่ประกาศลงราชกิจจานุเบกษาอย่างน้อยตั้งแต่ปี พ.ศ. 2445 ซึ่งตรงกับรัชสมัยพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว และต่อมาได้เปลี่ยนชื่อเป็น อำเภอนนทบุรี โดยปรากฏชื่อเอกสารเกี่ยวข้องกับชื่ออำเภอนี้ในราชกิจจานุเบกษาอย่างน้อยตั้งแต่ปี พ.ศ. 2466 ที่ว่าการอำเภอตั้งอยู่ในตัวอาคารศาลากลางเมืองนนทบุรี ข้างวัดท้ายเมือง ตำบลตลาดขวัญ (ปัจจุบันอยู่ในเขตตำบลสวนใหญ่)
เนื่องจากอำเภอนนทบุรีมีอาณาเขตกว้างขวาง บางท้องที่อยู่ห่างไกลจากตัวอำเภอมาก กระทรวงนครบาล (หน่วยงานที่ดูแลหัวเมืองต่าง ๆ ในมณฑลกรุงเทพขณะนั้น) จึงพิจารณาโอนตำบลท่าอิฐซึ่งตั้งอยู่ทางทิศตะวันตกเฉียงเหนือไปขึ้นกับอำเภอปากเกร็ดในปี พ.ศ. 2463 และโอนตำบลบางเลนซึ่งตั้งอยู่ทางด้านตะวันตกสุดของอำเภอไปขึ้นกับอำเภอบางแม่นางในปี พ.ศ. 2464 ณ ปี พ.ศ. 2470 อำเภอนนทบุรีจึงเหลือท้องที่การปกครองอยู่ 12 ตำบล ได้แก่ ตำบลตลาดขวัญ ตำบลบางกระสอ ตำบลท่าทราย ตำบลลาดโตนด ตำบลบางเขน ตำบลบางตะนาวศรี (สวนใหญ่) ตำบลบางไผ่ ตำบลบางสีเมือง (บางศรีเมือง) ตำบลบางกร่าง ตำบลบางข่า ตำบลบางรักน้อย และตำบลไทรม้า
ในวันที่ 26 ตุลาคม พ.ศ. 2475 ทางราชการได้โอนพื้นที่ตำบลลาดโตนดซึ่งตั้งอยู่ทางฟากตะวันออกของคลองประปาไปขึ้นกับอำเภอบางเขน จังหวัดพระนคร เพื่อความสะดวกในการตรวจตราของเจ้าหน้าที่และความสะดวกในการติดต่อราชการของประชาชน เท่ากับว่าแนวเขตการปกครองระหว่างจังหวัดทั้งสองได้เปลี่ยนแปลงตามไปด้วย เนื่องจากแต่เดิมจังหวัดนนทบุรีมีอาณาเขตด้านตะวันออกติดต่อกับจังหวัดพระนครโดยใช้คลองเปรมประชากรตั้งแต่สี่แยกบางเขนขึ้นไปจนถึงคลองบ้านใหม่ตลาดเนื้อเป็นเส้นแบ่งเขต ในช่วงนี้อำเภอนนทบุรีได้ย้ายที่ว่าการอำเภอมาอยู่ที่โรงเรียนราชวิทยาลัย บ้านบางขวาง ตำบลบางตะนาวศรีแล้ว (ปัจจุบันคือศาลากลางจังหวัดหลังเก่าบริเวณท่าน้ำนนทบุรี ตำบลสวนใหญ่) ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2471
ในวันที่ 14 พฤศจิกายน พ.ศ. 2481 ได้มีพระราชกฤษฎีกาเปลี่ยนชื่ออำเภอนนทบุรีเป็น อำเภอเมืองนนทบุรี ทั้งนี้ เนื่องมาจากทางราชการมีนโยบายเปลี่ยนชื่ออำเภอที่เป็นที่ตั้งจังหวัดเป็น "อำเภอเมือง..." อย่างไรก็ตามในวันที่ 1 มกราคม พ.ศ. 2486 จังหวัดนนทบุรีก็ถูกยุบลงเพื่อเป็นการประหยัดงบประมาณราชการ เนื่องจากขณะนั้นอยู่ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 ซึ่งก่อให้เกิดปัญหาสภาวะเศรษฐกิจตกต่ำ อำเภอเมืองนนทบุรีจึงย้ายไปขึ้นกับจังหวัดพระนครและได้มีพระราชกฤษฎีกาเปลี่ยนชื่อเป็น "อำเภอนนทบุรี" จนกระทั่งวันที่ 9 พฤษภาคม พ.ศ. 2489 ได้มีพระราชบัญญัติจัดตั้งจังหวัดนนทบุรีขึ้นมาอีกครั้งหนึ่ง อำเภอนนทบุรีจึงเปลี่ยนชื่อกลับมาเป็น "อำเภอเมืองนนทบุรี" ตั้งแต่นั้น
ตลอดเวลาที่ผ่านมาได้มีการปรับปรุงเขตการปกครองระดับตำบลภายในท้องที่อยู่เนือง ๆ เช่น ตำบลบางไผ่ถูกยุบรวมเข้ากับตำบลบางศรีเมือง ตำบลบางข่าถูกยุบรวมเข้ากับตำบลบางกร่าง เป็นต้น จนกระทั่งในวันที่ 8 พฤษภาคม พ.ศ. 2490 ได้มีประกาศกระทรวงมหาดไทยจัดตั้งตำบลขึ้นใหม่อีกครั้ง โดยแบ่งพื้นที่บางส่วนจากตำบลบางศรีเมืองมาจัดตั้งเป็นตำบลบางไผ่ และรวมพื้นที่บางส่วนจากตำบลไทรม้าและบางกร่างมาจัดตั้งเป็นตำบลบางรักน้อย มีผลบังคับใช้ตั้งแต่วันที่ 1 มิถุนายน ปีเดียวกัน อำเภอเมืองนนทบุรีจึงแบ่งออกเป็น 10 ตำบลจนถึงทุกวันนี้
เมื่อปี พ.ศ. 2535 ที่ว่าการอำเภอเมืองนนทบุรีได้ย้ายที่ตั้งอีกครั้งหนึ่งจากบริเวณโรงเรียนราชวิทยาลัยเดิม ไปอยู่ที่ศูนย์ราชการจังหวัดนนทบุรี ถนนรัตนาธิเบศร์ ใกล้สี่แยกแคราย หมู่ที่ 8 ตำบลบางกระสอ
อำเภอเมืองนนทบุรีแบ่งเขตการปกครองย่อยเป็น 10 ตำบล แต่ละตำบลแบ่งออกเป็นหมู่บ้าน รวมทั้งหมด 61 หมู่บ้าน (หรือ 26 หมู่บ้าน หากไม่นับรวมในเขตเทศบาลนครนนทบุรีและเทศบาลเมืองบางศรีเมืองซึ่งไม่มีตำแหน่งกำนันและผู้ใหญ่บ้านแล้ว) ได้แก่
ถนนสายรอง ได้แก่ ซอยเรวดี (ตำบลตลาดขวัญ) ถนนสามัคคี (ตำบลท่าทราย) ถนนบางศรีเมือง ถนนบางศรีเมือง-วัดโบสถ์ดอนพรหม (ตำบลบางศรีเมืองและตำบลบางกร่าง)
ปัจจุบัน อำเภอเมืองนนทบุรีมีทางพิเศษ 1 สาย คือ ทางพิเศษศรีรัช และมีสะพานข้ามแม่น้ำเจ้าพระยา 4 แห่ง คือ สะพานพระนั่งเกล้า สะพานพระราม 5 สะพานคู่ขนานสะพานพระนั่งเกล้า และสะพานมหาเจษฎาบดินทรานุสรณ์
การสัญจรทางน้ำยังคงมีความสำคัญอยู่มากในอำเภอเมืองนนทบุรี โดยเฉพาะสำหรับผู้คนที่ต้องเดินทางในชั่วโมงเร่งด่วนและต้องการหลีกเลี่ยงการจราจรทางบกที่ติดขัด ปัจจุบันมีเส้นทางเดินเรือโดยสารในแม่น้ำเจ้าพระยา (เริ่มตั้งแต่อำเภอปากเกร็ด ผ่านอำเภอเมืองนนทบุรี ไปยังกรุงเทพมหานคร) และในคลองอ้อม
