Флаг города Серпухова гербовый. Флаг утвержден Решением Совета депутатов города Серпухова от 6 октября 1999 года №136/25 и внесён в Государственный геральдический регистр под №565. В Положении о флаге города Серпухова он описан так:

"2.1. Флаг города Серпухова представляет алое полотнище с отношением ширины к длине 2:3, несущее в центре изображение фигуры герба города Серпухова (павлина), с левой стороны флаг имеет полосу для крепления древка. За основу флага взят герб города Серпухова. Павлин - основной элемент исторического герба 1781 года города Серпухова".