อยู่ในเขตพื้นที่ของตำบลหนองกุ้งทับม้า ตั้งอยู่ในเขตป่าสงวนแห่งชาติป่าบะยาว-ป่าหัวนาคำ-ป่าหนองกุ้งทับม้า-ป่านายูง และป่าหนองหญ้าไซ วนอุทยานฯ อยู่ห่างจากที่ว่าการอำเภอวังสามหมอประมาณ 20 กิโลเมตร หรืออยู่ห่างจากอำเภอเมืองอุดรธานีประมาณ 120 กิโลเมตร ประกาศเป็นวนอุทยานฯ เมื่อวันที่ 19 มกราคม 2527 มีเนื้อที่ประมาณ 18,750 ไร่ ลักษณะพื้นที่เป็นที่ราบโดยทั่วไปเป็นป่าแดง หรือป่าเต็งรัง มีพันธุ์ไม้ขนาดเล็ก และขนาดกลางขึ้น ได้แก่ไม้ยาง ไม้ตะเคียนทอง มีลำห้วย เกาะ แก่ง และโขดหินที่มีน้ำไหลตลอดทั้งปี สัตว์ป่าที่พบเห็น ได้แก่ บ่าง อีเห็น ชะมด นกเปล้า เป็นต้น