Флаг города Протвино утвержден решением городской Думы № 164/45 22 июня 1999 года Автор флага - Владимир Михненков, преподаватель Протвинской художественной школы. Главная фигура флага - символическое изображение атома. Символика флага понятна: посёлок Протвино возник 19 апреля 1960 года при Институте физики высоких энергий, который основан в связи со строительством ускорителя протонов.

Флаг внесен в Государственный геральдический регистр под № 666. Официальное описание флага:

"Прямоугольное полотнище, разделённое по-диагорнали на две части серебристо-белой дугой, выходящей из левого нижнего (от древка) угла и расширяющейся к правому верхнему углу. На расстоянии 1/3 от левого нижнего угла дуга расторгнута и соединена с двумя серебристо-белыми цепными звеньями накрест, сопровождаемыми внутри серебристо-белым безаном. Часть полотнища, находящегося над дугой, сине-голубого цвета, часть полотнища под дугой - изумрудно-зелёного цвета. Отношение длины полотнища к ширине 3:2".

Информация В.Маркова со ссылкой на книгу К.Мочёнова "Официальные символы Подмосковья"

В 2023 году городской округ Протвино вошел в состав городского округа Серпухов.