Флаг Первомайска утвержден решением горсовета от 28 августа 2009 года №13. В Положении о содержании, описании и порядке использования флага города Первомайска (28.8.2009 г.) дано такое описание флага:

"Флаг города Первомайска представляет собой прямоугольное полотнище с соотношением сторон 2:3. Полотнище разделяется тремя полосами синего цвета (шириной 1/10 ширины флага), которые сливаются в одной точке, что является вечным символом Первомайска, расположенного в месте слияния двух рек. Треугольник в левой части полотнища выполнен в малиновом цвете, что символизирует исторические корни основания города казаками. На малиновом поле полотнища располагается стилизованное изображение фрагмента крепости, положившей в 1676 году начало нынешнему Первомайску. Правая нижняя часть полотнища выполнена в желто-золотистом цвете, что символизирует принадлежность города к степной природной зоне. Правая верхняя часть полотнища выполнена в голубом цвете, что символизирует чистое небо, поскольку в естественной зоне расположения города преобладают безоблачные дни из-за очень низкой среднегодовой нормы осадков. Также желто-голубое сочетание цветов символизирует принадлежность города к нынешнему независимому украинскому государству".

Материалы геральдического архива В.Маркова, рисунок воспроизводится по сайту "Украинская геральдика"