โรงเรียนภูดินแดงวิทยา เป็นโรงเรียนมัธยมศึกษา สังกัดกรมสามัญศึกษา เปิดทำการสอนในระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนต้น เมื่อวันที่ 16 พฤษภาคม 2528 เมื่อแรกเริ่มมีนักเรียนจำนวน 65 คน โดยมีว่าที่
ร.ต.ชัยเดช บุญรักษา อาจารย์ 2โรงเรียนมัธยมวานรนิวาส เป็นผู้ดูแลนักเรียน จนถึงวันที่ 23 พฤษภาคม 2528 กรมสามัญศึกษา ได้มีคำสั่งบรรจุแต่งตั้งข้าราชการครูจำนวน 5 ราย ให้มาปฏิบัติหน้าที่สอน และมีคำสั่งให้
นายบัญชา เจริญชัย อาจารย์ใหญ่โรงเรียนคำตากล้าราชประชาสงเคราะห์ ย้ายมาดำรงตำแหน่งครูใหญ่โรงเรียนภูดินแดงวิทยา เป็นคนแรก
ปี พ.ศ. 2528 กรมสามัญศึกษาได้จัดสรรงบประมาณก่อสร้าง อาคารเรียน แบบ ชค. 104 จำนวน 1 หลัง ห้องน้ำ-ห้องส้วม แบบ 6 ที่ จำนวน 1 หลัง
ปี พ.ศ. 2529 ได้รับงบประมาณจัดสร้างอาคารเรียน แบบ 108 ล จำนวน 1 หลัง
ปี พ.ศ. 2535 ได้รับจัดสรรงบประมาณก่อสร้างอาคารเรียน แบบ 108 ล จำนวน 1 หลัง และในเดือนตุลาคม 2535 กรมสามัญศึกษา มีคำสั่งให้นายบัญชา เจริญชัย ย้ายไปดำรงตำแหน่งอาจารย์ใหญ่โรงเรียนกุดเรือคำพิทยาคาร และแต่งตั้งให้นายสักย์
คุณประเสริฐ ผู้ช่วยผู้อำนวยการโรงเรียนวิมุติยารามพิทยากร จังหวัดกรุงเทพมหานคร มาดำรงตำแหน่ง อาจารย์ใหญ่
ปี พ.ศ. 2540 กรมสามัญศึกษา มีคำสั่งให้นายสักย์ คุณประเสริฐ ย้ายไปดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการโรงเรียน ดงมะไฟวิทยา และแต่งตั้งให้นายสวัสดิ์ จัดสนาม ผู้ช่วยผู้อำนวยการโรงเรียนสุวรรณภูมิพิทยไพศาล
จังหวัดร้อนเอ็ด มาดำรงตำแหน่งอาจารย์ใหญ่และในปีนี้เอง โรงเรียนได้รับอนุญาตให้เปิดทำการสอนนักเรียนในระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนปลาย
ปี พ.ศ. 2542 ได้รับจัดสรรงบประมาณก่อสร้างอาคารเรียนแบบ 424 ล
ปี พ.ศ. 2543 กรมสามัญศึกษา มีคำสั่งให้นายสวัสดิ์ จัดสนาม ย้ายไปดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการโรงเรียนทุ่งกุลาประชานุสรณ์ จังหวัดร้อยเอ็ด และแต่งตั้งให้ นางชนิสรา ดวงบุบผา ผู้ช่วยผู้อำนวยการโรงเรียนนาเชือกพิทยาสรรค์ จังหวัดมหาสารคาม มาดำรงตำแหน่งอาจารย์ใหญ่
ปี พ.ศ. 2545 ได้รับจัดสรรงบประมาณก่อสร้างอาคารหอประชุม แบบ 100/27
ปี พ.ศ. 2546 กรมสามัญศึกษามีคำสั่งให้นางชนิสรา ดวงบุบผา ย้ายไปดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการโรงเรียนนาเชือกพิทยาสรรค์ จังหวัดมหาสารคาม และแต่งตั้งให้ นายสมัยสุข สุจริต ผู้อำนวยการโรงเรียนลำปลาหางวิทยา จังหวัดสกลนคร มาดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการโรงเรียน
ปี พ.ศ. 2547 หลังจากการยุบกรมสามัญศึกษา และจัดตั้งสำนักงานคณะกรรมการศึกษาขั้นพื้นฐาน พร้อมสำนักงานเขตพื้นที่การศึกษา 175 เขต ซึ่งเป็นไปตามที่กำหนดไว้ในพระราชบัญญัติการศึกษาแห่งชาติ พ.ศ. 2542
โรงเรียนภูดินแดงวิทยาจึงได้เปลี่ยนมาสังกัด สำนักงานเขตพื้นที่การศึกษาสกลนคร เขต 3 สำนักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน
ปี พ.ศ. 2549 องค์การบริหารส่วนจังหวัดสกลนคร ได้ยื่นประเมินเพื่อขอรับโอนโรงเรียนภูดินแดงวิทยาให้เข้าไปสังกัด ตามภารกิจการถ่ายการจัดการศึกษาให้แก่องค์กรปกครองส่วนท้องถิ่น ซึ่งผ่านการประเมินและโรงเรียนภูดินแดงวิทยาเป็นโรงเรียนในบัญชี 2 ที่ตั้งถ่ายโอนไปสังกัดองค์การบริหารส่วนจังหวัดสกลนคร
ปี พ.ศ. 2550 นายสมัยสุข สุจริต ผู้อำนวยการโรงเรียน เกษียณอายุราชการ ตำแหน่งผู้อำนวยการว่างลง นายนภาดล วิภาวิน รองผู้อำนวยการโรงเรียน รักษาราชการแทน และในวันที่ 30 ตุลาคม 2550 สำนักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน
ได้มีหนังสือที่ ศธ 04144/3413 ลงวันที่ 30 ตุลาคม 2550 เรื่อง การถ่ายโอนสถานศึกษาบัญชี 2 ปีการศึกษา 2549 ให้แก่องค์กรปกครองส่วนท้องถิ่น ให้ถ่ายโอนโรงเรียนภูดินแดงวิทยาไปสังกัดองค์การบริหารส่วนจังหวัดสกลนคร โดยให้มอบทรัพย์สินและภารกิจการจัดการศึกษาให้เสร็จภายในวันที่ 2 พฤศจิกายน 2550
ปัจจุบัน โรงเรียนภูดินแดงวิทยาเปิดสอนในระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 – 6 สังกัดองค์การบริหารส่วนจังหวัดสกลนคร มีข้าราชการครูรวมทั้งหมด 46 คน ผู้ช่วยครู 6 คน ครูอัตราจ้าง 1 คน ครูต่างประเทศ 5 คน เจ้าหน้าที่ 5 คน นักการภารโรง 4 คน แม่บ้าน 1 คน มีนางสาวโสภา ทวีพันธุ์ ดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการสถานศึกษา