สำนักวิชาการจัดตั้งขึ้นพร้อมกับสำนักงานอธิการบดี สำนักเทคโนโลยีการศึกษา สำนักบริการการศึกษา และสำนักทะเบียนและวัดผล ตามพระราชกฤษฎีกาจัดตั้งสำนักงานอธิการบดีและสำนัก มหาวิทยาลัยสุโขทัยธรรมาธิราช พ.ศ.2522 และแบ่งส่วนราชการตามประกาศทบวงมหาวิทยาลัย เรื่อง “การแบ่งส่วนราชการในสำนักต่าง ๆ ในมหาวิทยาลัยสุโขทัยธรรมาธิราช” ซึ่งประกาศในราชกิจจานุเบกษา เมื่อวันที่ 5 กรกฎาคม พ.ศ.2522 ประกอบด้วยฝ่ายต่าง ๆ คือ สำนักงานเลขานุการ ฝ่ายตำรา ฝ่ายพัฒนาคณาจารย์ ฝ่ายพัฒนาหลักสูตรและการสอน และฝ่ายวิจัย 
      สถานที่ทำการสำนักวิชาการ สถานที่ทำการระยะแรกตั้งอยู่ที่ชั้น 1 อาคารสำนักงานคณะกรรมการการศึกษาแห่งชาติ ถนนสุโขทัย (มกราคม 2521- พฤษภาคม 2522) ต่อมาได้ย้ายที่ทำการไปอยู่ที่ต่างๆ ดังนี้
– อาคารบริษัทเดินอากาศไทย จำกัด (ชั้น 6) ถนนหลานหลวง (พฤษภาคม 2522 – เมษายน 2523)
– อาคารคณะเศรษฐศาสตร์ ชั้น 5 จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ถนนพญาไท (เมษายน – มิถุนายน 2523) 
– อาคารทบวงมหาวิทยาลัย ถนนศรีอยุธยา (มิถุนายน 2523 – เมษายน 2524) และ
– อาคารสิริภิญโญ ชั้น 5 ถนนศรีอยุธยา (10 เมษายน 2524 – ธันวาคม 2527)

     ธันวาคม 2527 สำนักวิชาการจึงได้ย้ายมายังอาคารวิชาการ 3 ชั้น 2 จนถึงปัจจุบัน (10 ปี มสธ.2531:26-28) ในช่วงแรก ๆ ของการก่อตั้งมหาวิทยาลัย พ.ศ.2522–2526 งานในหน้าที่รับผิดชอบของสำนักวิชาการคืองานเลขานุการกิจสภาวิชาการ เลขานุการกิจสาขาวิชา และงานประสานงานเพื่อสนับสนุนงานวิชาการของมหาวิทยาลัย อาทิ
งานเลขานุการคณะกรรมการจัดตั้งสาขาวิชาต่าง ๆ งานจัดทำคู่มือนักศึกษา และหลักสูตรสาขาวิชาและงานจัดประชุมบูรณาการชุดวิชา 
     พ.ศ.2526 มหาวิทยาลัยได้โอนงานจัดอบรมเข้มเสริมประสบการณ์บัณฑิต (เป็นกิจกรรมภาคบังคับของการศึกษาตามหลักสูตรปริญญาตรีในสาขาวิชาที่ไม่มีชุดวิชาประสบการณ์วิชาชีพ) และงานจัดประชุมเชิงปฏิบัติการชุดวิชาประสบการณ์วิชาชีพ (เป็นกิจกรรมสำคัญส่วนหนึ่งในการเรียนชุดวิชาประสบการณ์วิชาชีพ) จากสำนักบริการ
การศึกษามาให้ฝ่ายวิจัย สำนักวิชาการเป็นผู้รับผิดชอบ 
     พ.ศ.2527 สำนักวิชาการได้แยกภาระงานจัดอบรมเข้มเสริมประสบการณ์บัณฑิตและงาน จัดประชุมเชิงปฏิบัติการชุดวิชาประสบการณ์วิชาชีพออกจากฝ่ายวิจัยและ
จัดตั้งหน่วยงานชื่อ “งานโครงการเสริมประสบการณ์บัณฑิตและประสบการณ์วิชาชีพ” อยู่ในสำนักงานเลขานุการ สำนักวิชาการ 
     และในปีเดียวกันนั้นมหาวิทยาลัยยังได้มอบหมายให้จัดตั้งงานฝึกอบรมขึ้นอีกหน่วยงานหนึ่งในสำนักวิชาการ โดยให้มีหน้าที่ในการเตรียมงานด้านการฝึกอบรมเพื่อให้บริการแก่ชุมชน ซึ่งใน พ.ศ.2532 มหาวิทยาลัยได้แยกงานฝึกอบรมออกจากสำนักวิชาการ และยกฐานะเป็นสำนักการศึกษาต่อเนื่อง 
     พ.ศ.2534 ได้เปลี่ยนชื่อ งานโครงการเสริมประสบการณ์บัณฑิตและประสบการณ์วิชาชีพเป็น “ฝ่ายอบรมประสบการณ์วิชาชีพ” และได้จัดตั้งเป็นหน่วยงานภายใน
สำนักวิชาการตามคำสั่งมหาวิทยาลัยที่ 569/2534 ลงวันที่ 20 มีนาคม 2534 มีหน้าที่รับผิดชอบการจัดอบรมเข้มนักศึกษาที่ลงทะเบียนชุดวิชาประสบการณ์วิชาชีพของทุก ๆ สาขาวิชา และเพื่อความเหมาะสมต่อมาจึงได้เปลี่ยนชื่อเป็น “ฝ่ายประสบการณ์วิชาชีพ”

     ต่อมาภาระงานและปริมาณงานเกี่ยวกับด้านเลขานุการของสาขาวิชาต่าง ๆ มีมากขึ้นและมีหน้าที่ความรับผิดชอบที่แตกต่างออกไปเป็นการเฉพาะ สำนักวิชาการจึงได้จัดตั้งฝ่ายเลขานุการกิจเป็นการภายในเพิ่มขึ้นอีก 1 ฝ่าย เพื่อรับผิดชอบงานเลขานุการกิจสภาวิชาการ งานเลขานุการกิจกิตติเมธี และงานเลขานุการกิจประจำสาขาวิชาต่าง ๆ อนึ่ง
ฝ่ายดังกล่าวได้ถูกยุบรวมเป็นหน่วยงานภายใต้สังกัดสำนักงานเลขานุการ ตามมติที่ประชุมคณะกรรมการประจำสำนักวิชาการครั้งที่ 6/2543 วันที่ 25 ธันวาคม 2543
     พ.ศ.2535 ได้แยกฝ่ายวิจัยออกจากสำนักวิชาการ และยกฐานะเป็นสถาบันวิจัยและพัฒนา
     พ.ศ.2544 มหาวิทยาลัยมีนโยบายจัดตั้งโครงการบัณฑิตศึกษา ซึ่งมีภารกิจในด้านประสานกับหน่วยงานต่าง ๆ เพื่อสนับสนุนการเปิดสอนระดับบัณฑิตศึกษา งานประกันคุณภาพการศึกษา งานเลขานุการกิจ-กิตติเมธี รวมทั้งงานเลขานุการกิจบัณฑิตศึกษาของสาขาวิชาต่าง ๆ เพื่อให้มีหน่วยงานที่ทำหน้าที่รองรับงานดังกล่าว สำนักวิชาการ
จึงได้ตั้งฝ่ายบัณฑิตศึกษาขึ้นเป็นการภายในอีกหนึ่งฝ่าย 
     พ.ศ.2545 สภามหาวิทยาลัยได้ประกาศจัดตั้งสำนักบัณฑิตศึกษาขึ้นในวันที่ 15 สิงหาคม และได้แยกออกจากสำนักวิชาการไปพร้อมทั้งงานหลักสูตรระดับบัณฑิตศึกษา และงานกิตติเมธี และเมื่องานประกันคุณภาพการศึกษามีภาระงานต่าง ๆ เพิ่มมากขึ้น ต่อมาสภามหาวิทยาลัยสุโขทัยธรรมาธิราช ได้ออกระเบียบมหาวิทยาลัยสุโขทัยธรรมาธิราช
ว่าด้วยการประกันคุณภาพการศึกษา ซึ่งกำหนดให้มีศูนย์ประสานงานการประกันคุณภาพการศึกษา ทำหน้าที่รองรับภารกิจด้านการประกันคุณภาพการศึกษาทั้งภายในและภายนอกมหาวิทยาลัย ดำเนินงานภายใต้ข้อบังคับว่าด้วยศูนย์ประสานงานการประกันคุณภาพการศึกษา ลงวันที่ 14 มีนาคม 2544 จึงโอนงานด้านประกันคุณภาพการศึกษา
ที่สำนักวิชาการดำเนินการ ไปขึ้นกับศูนย์ประสานงานการประกันคุณภาพการศึกษาดังกล่าว
     พ.ศ.2546 – ปัจจุบัน สำนักวิชาการมีการแบ่งโครงสร้าง ประกอบด้วย สำนักงานเลขานุการ และฝ่ายต่าง ๆ 4 ฝ่าย ได้แก่ ฝ่ายตำรา ฝ่ายพัฒนาคณาจารย์  ฝ่ายพัฒนาหลักสูตรและการสอน  และฝ่ายประสบการณ์วิชาชีพ ทั้งนี้ยังได้รับโอนงานกิตติเมธีจากสำนักบัณฑิตศึกษากลับมาที่สำนักงานเลขานุการและโอนงานด้านหลักสูตรระดับบัณฑิตศึกษากลับมาที่ฝ่ายพัฒนาหลักสูตรและการสอน สำนักวิชาการ  ซึ่งเป็นไปตามมติที่ประชุมผู้บริหารของมหาวิทยาลัย ในการประชุมครั้งที่ 6/2548 เมื่อวันที่ 12 เมษายน 2548