คำว่า "ภูเวียง" เป็นชื่อท้องที่อำเภอที่เก่าแก่อำเภอหนึ่งของจังหวัดขอนแก่น และยังเป็นชื่อเรียกเทือกเขาซึ่งปัจจุบันได้มีพระราชกฤษฎีกากำหนดพื้นที่ป่าภูเวียงให้เป็นอุทยานแห่งชาติ ตามประกาศในราชกิจจานุเบกษา เล่ม 108 ตอนที่ 215 ลงวันที่ 8 ธันวาคม 2534 นับเป็นอุทยานแห่งชาติลำดับที่ 71 ของประเทศ

มีหลักฐานว่าป่าภูเวียงเคยเป็นแหล่งชุมชนโบราณที่มีอารยธรรมเมื่อหลายพันปีล่วงมาแล้ว มีการขุดพบกระดูกมนุษย์โบราณ เครื่องมือ เครื่องใช้ โลหะสำริด พระนอนสมัยทวาราวดี รวมทั้งภาพเขียนสมัยก่อนประวัติศาสตร์ที่ถ้ำ(หลืบเงิน)บนเทือกเขาภูเวียง นอกจากนั้นเมื่อประมาณปี 2519 มีการค้นพบรอยเท้าและซากกระดูกไดโนเสาร์ อายุเกือบ 200 ล้านปี

หลุมขุดคันไดโนเสาร์
ในปี 2519 ระหว่างการสำรวจหาแหล่งแร่ยูเรเนียม นักธรณีวิทยา กรมทรัพยากรธรณีได้พบกระดูกหัวเข่าด้านซ้ายของไดโนเสาร์ซอโรพอด ซึ่งเป็นไดโนเสาร์กินพืชขนาดใหญ่ บริเวณที่พบเป็นชั้นหินหมวดเสาขรัว จึงทำให้ประมาณอายุได้ว่าไดโนเสาร์ที่พบมีอายุประมาณ 160 ล้านปีมาแล้ว นับว่าเป็นการค้นพบไดโนเสาร์เป็นครั้งแรกของประเทศไทย จากนั้นเป็นต้นมา กรมทรัพยากรธรณีได้ร่วมกับเจ้าหน้าที่อุทยานแห่งชาติภูเวียงทำการสำรวจหาร่องรอยและค้นพบซากฟอสซิลของโลกยุคโบราณในพื้นที่บริเวณทั่วๆไป พบร่องรอยและซากสัตว์ในยุคโลกล้านปีหลายแห่ง จึงได้มีการปรับปรุงพื้นที่ดังกล่าวให้เป็นแหล่งท่องเที่ยว เช่น หลุมขุดค้นไดโนเสาร์ที่ 1,2,3

พระพุทธไสยาสน์
ประดิษฐานอยู่บนยอดเขาภูเวียงระหว่างอำเภอชุมแพและอำเภอภูเวียง ใกล้บ้านโคกสะอาด ตำบลไชยสอ อำเภอชุมแพ จังหวัดขอนแก่น เป็นพระพุทธรูปแบบทวาราวดีปางไสยาสน์ สลักอยู่บนหน้าผายาว 3.75 เมตร หันพระเศียรไปทางทิศตะวันตกและหันพระพักตร์ไปทางทิศใต้ ปัจจุบันพระพุทธรูปยังอยู่ในสภาพที่สมบูรณ์

ถ้ำฝ่ามือแดง
ตั้งอยู่ใกล้บ้านหินร่อง ตำบลเมืองเก่า อำเภอภูเวียง เป็นแหล่งโบราณคดีก่อนประวัติศาสตร์ ลักษณะเป็นก้อนหินทรายขนาดใหญ่ หลืบหินลึกประมาณ 7 เมตร สูง 3 เมตร ยาว 50 เมตร ผนังมีภาพลายมือหันไปทางทิศตะวันออก เป็นภาพมือขนาดใหญ่ 7 มือ ขนาดเล็ก 2 มือ โดยวิธีเอามือทาบกับผนังหินและพ่นสีแดงเรื่อๆ สำรวจพบโดยกรมศิลปากร เมื่อวันที่ 8 พฤษภาคม 2507 แต่ยังไม่มีการขึ้นทะเบียนเป็นโบราณสถาน

ถ้ำคนนอน
อยู่ใกล้น้ำตกทับพญาเสือ บ้านหินร่อง ตำบลในเมืองเก่า อำเภอภูเวียง เป็นภาพลอยเส้นโค้งหักงอต่อกับลายเส้นกากบาท 2 รูป และเป็นลายเส้นผสมกับลายจุดบนก้อนหินทรายกว้างประมาณ 4 เมตร ยาวประมาณ 15 เมตร ภาพเขียนอยู่บริเวณหลืบหินด้านทิศใต้ เขียนด้วยสีแดงคล้ายน้ำหมาก

ถ้ำหินลาดหินเมย
อยู่ห่างจากถ้ำฝ่ามือแดงไปทางทิศตะวันออกเฉียงเหนือ ประมาณ 300 เมตร เป็นแหล่งหินทรายขนาดใหญ่ มีภาพเขียนสีสมัยก่อนประวัติศาสตร์ เป็นภาพลายเส้นลากเป็นทาง ขนาดรูปเส้นโค้งขนานลายแบบหัวลูกศรและรูปตัววายหัวกลับ ปัจจุบันยังไม่มีการขึ้นทะเบียนเป็นโบราณสถาน

น้ำตกทับพญาเสือ
ตั้งอยู่ทางทิศตะวันออกเฉียงเหนือของถ้ำฝ่ามือแดง ระยะทางประมาณ 1.5 กิโลเมตร เป็นน้ำตก 2 ชั้น ชั้นแรกเป็นน้ำตกขนาดกลาง สูงประมาณ 8 เมตร มีธรรมชาติที่งดงาม ชั้นที่สองเป็นน้ำตกขนาดใหญ่มีน้ำไหลลาดตามลำห้วย ยาวประมาณ 100 เมตร ธรรมชาติสองข้างทางร่มรื่นสวยงาม โดยเฉพาะในช่วงฤดูฝน

น้ำตกลาดจำปา
ตั้งอยู่ในท้องที่อำเภอบ้านขามป้อม ตำบลขัวเรียง อำเภอชุมแพ จังหวัดขอนแก่น ใกล้บ้านอ่างเก็บน้ำหัวภูชน ห่างทางทิศเหนือบนเทือกเขาระยะทางประมาณ 1.5 กิโลเมตร เป็นน้ำตกขนาดกลาง น้ำจะไหลมาจากภูเขามากกว่า 20 เมตร มีน้ำมากในฤดูฝน

น้ำตกตาดกลาง
ตั้งอยู่ในท้องที่ตำบลในเมือง อำเภอภูเวียง จังหวัดขอนแก่น เป็นน้ำตกขนาดใหญ่ อยู่ในเส้นทางบ้านโคกสูงถึงรอยเท้าไดโนเสาร์ที่หินลาดป่าชาด ถึงทุ่งใหญ่เสาอาราม ห่างจากรอยเท้าไดโนเสาร์ประมาณ 4 กิโลเมตร

น้ำตกตาดฟ้า
ตั้งอยู่ในท้องที่ตำบลในเมือง อำเภอภูเวียง จังหวัดขอนแก่น อยู่ห่างจากทุ่งใหญ่เสาอารามประมาณ 5 กิโลเมตร และห่างจากบ้านโคกสูงประมาณ 10 กิโลเมตร เป็นน้ำตกขนาดใหญ่สูงประมาณ 25 เมตร สภาพป่าเป็นป่าดิบที่สมบูรณ์ ทางอุทยานได้จัดเตรียมสถานที่กางเต็นท์ไว้สำหรับผู้ประสงค์จะพักแรม ปัจจุบันทางขึ้นเป็นทางชักลากไม้เก่า สามารถเดินทางโดยเท้า

ทุ่งใหญ่เสาอาราม
ตั้งอยู่ในพื้นที่ตำบลในเมือง อำเภอภูเวียง ห่างจากน้ำตกตาดฟ้าไปทางทิศตะวันออกประมาณ 5 กิโลเมตร เป็นทุ่งหญ้าที่กว้างใหญ่บนเทือกเขาภูเวียง มีตำนานว่าเคยเป็นที่อยู่อาศัยของชาวป่าในสมัยก่อน มีสภาพทิวทัศน์ของทุ่งหญ้าและป่าเบญจพรรณกว้างไกลสุดสายตางดงาม นอกจากนี้ยังมีดอกไม้ป่าที่ขึ้นอยู่หลากหลาย และสัตว์ป่าที่หายากชนิดต่างๆ

อ่างเก็บน้ำหัวภูชน
ตั้งอยู่ในพื้นที่บ้านขามป้อม ตำบลขัวเรียง อำเภอชุมแพ จังหวัดขอนแก่น ห่างจากถนนเส้นขอนแก่น-ชุมแพ ก่อนถึงชุมแพ จากบ้านโคกสูง ระยะทางประมาณ 4 กิโลเมตร เป็นอ่างเก็บน้ำขนาดกลาง น้ำใสสะอาดตลอดปี

หินลาดอ่างกบ
ตั้งอยู่ในท้องที่ตำบลในเมือง อำเภอภูเวียง อยู่ห่างจากรอยเท้าไดโนเสาร์ที่หินลาดป่าชาด ประมาณ 4 กิโลเมตร เป็นลานหินขนาดใหญ่ มีก้อนหินเรียงราย เหมือนกิจกรรมทางธรรมชาติที่งดงามรายรอบไปด้วยป่าดงดิบที่อุดมสมบูรณ์ชุ่มชื้น ในช่วงหลังฤดูฝนมีดอกไม้ป่า เช่น ม้าวิ่ง กระดุมเงิน กล้วยไม้ดิน หยาดน้ำค้างโครงเครง ฯลฯ ขึ้นอยู่ดาษดื่นงดงามมาก