Прежнее название города - Свердловск-44. Поселок на месте будущего города построен в 1941 году. В 1946 году начато строительство газодиффузионного завода для производства высокообогащенного урана, применявшегося в первой советской урановой атомной бомбе. В 1967 году основан Уральский автомоторный завод, второе градообразующее предприятие.

Флаг Новоуральского городского округа утверждён решением Думы Новоуральского городского округа от 30 июня 2010 года №88. Описание флага:

"Полотнище с отношением ширины к длине 2:3, составленное из равных горизонтальных полос красного и синего цветов и несущее вдоль древка полосу белого орнамента в виде двух рядов геральдических «беличьих шкурок»; ширина этой полосы – 1/6 от длины полотнища. Посередине оставшейся части полотнища помещено изображение бело-желтой звезды, лучи которой переплетены с желтыми атомными орбитами. Обратная сторона зеркально воспроизводит лицевую".

Город расположен на стыке Европы и Азии, что символизирует рассечение поля на два цвета. Орбиты с электронами указывают на особенности атомных технологий, используемых на градообразующем предприятии. Два ряда шлемиков (беличий мех) в верхней части герба указывают на принадлежность к Свердловской области, подземные богатства и мастеровитость жителей. Восьмиконечная звезда символизирует благополучие, достаток и стремление к достижению поставленной цели. Корона указывает на вид муниципального образования – городской округ.

Материалы предоставлены Р.Ахмадулиным со ссылкой на А.Грефенштейна

Флаг Новоуральского городского округа внесен в Государственный геральдический регистр РФ под № 6384.