ตั้งอยู่บนเทือกเขาภูพาน มีพื้นที่ครอบคลุมอยู่ในท้องที่อำเภอเมือง อำเภอโคกศรีสุพรรณ อำเภอเต่างอย จังหวัดสกลนคร อำเภอนาแก จังหวัดนครพนม และอำเภอดงหลวง อำเภอคำชะอี จังหวัดมุกดาหาร มีพื้นที่ประมาณ 825 ตารางกิโลเมตร หรือ 517,850 ไร่ เป็นอุทยานฯ เฉลิมพระเกียรติพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ประกาศเป็นอุทยานฯ เมื่อวันที่ 28 กรกฎาคม พ.ศ. 2531 สภาพป่าทั่วไปเป็นที่ราบสูงสลับกับเทือกเขาหินทราย สภาพป่าประกอบด้วยป่าเบญจพรรณ ป่าเต็งรัง ป่าดิบแล้ง ป่าดิบเขา พรรณไม้ที่พบ ได้แก่ ไม้ตะเคียน ตะแบก กะบก สัตว์ป่าที่พบได้แก่ เก้ง กวาง หมาไน เป็นต้น
สถานที่น่าสนใจในเขตอุทยานฯ ได้แก่

อ่างเก็บน้ำห้วยหวด เกิดขึ้นจากการสร้างเขื่อนชลประทานตามพระราชดำริของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว บริเวณพลับพลาฝั่งขวาของอ่างเก็บน้ำมีก้อนหินรูปร่างแปลก และยังสามารถมองเห็นน้ำตก 2 สาย ซึ่งไหลลงสู่อ่างเก็บน้ำห้วยหวด

น้ำตกคำสร้าง เป็นน้ำตกที่สูงที่สุดของอุทยานฯ ถ้ายืนบนสันเขื่อนมองลงไปทางทิศใต้จะสามารถมองเห็นน้ำตกได้ น้ำตกมีความสูง 20 เมตร ตัวน้ำตกอยู่ห่างจากที่ทำการอุทยานฯ 400 เมตร

ภูผายล อยู่บนเส้นทางสายอำเภอเต่างอย-ศรีวิชา แล้วเลี้ยวซ้ายบ้านนาอ่าง-ม่วงคำ เดินทางเข้าต่อบ้านโพนบก-โพนแพง ไปยังบ้านนาผาง รวมระยะทาง 35 กิโลเมตร รถยนต์สามารถเข้าถึงได้ มีจุดชมวิวที่สวยงาม บริเวณหน้าผามีรูปเกาะสลักรูปภาพต่าง ๆ ที่มีอายุประมาณ 3,000 ปี
ผาพญาเต่างอย จากที่ทำการอุทยานฯ ไปตามถนนเส้นบ้านห้วยหวด-โคกกลาง ไปประมาณ 7 กิโลเมตร จะพบผาพญาเต่างอยอยู่ริมถนน มีลักษณะเป็นหินทรายรูปร่างคล้ายเต่างอยกำลังจะลงน้ำหันหน้าลงสู่ลำน้ำพุง เชื่อกันว่าบริเวณใดที่มีเต่างอยแสดงว่าเป็นพื้นที่ที่มีความอุดมสมบูรณ์ และเป็นตำนานที่เรียกชื่อบ้านเต่างอย

ลานดุสิตา เป็นลานหินซึ่งมีพื้นที่กว้างขวาง ในราวปลายฤดูฝนจะมีดอกไม้เล็ก ๆ นานาพรรณขึ้นอยู่ละลานตา โดยเฉพาะ ดอกดุสิตา ซึ่งมีสีม่วง และมีดอกกระดุมเงิน สร้อยสุวรรณา เอนอ้า หยาดน้ำค้าง ซึ่งทางอุทยานฯ ได้จัดทำทางเดินเพื่อให้นักท่องเที่ยวได้ชมความงามของธรรมชาติ โดยไม่เหยียบย่ำไปบนพืชเล็ก ๆ ที่สวยงามเหล่านี้

นอกจากนี้ยังมีแหล่งท่องเที่ยวอื่น ๆ ได้แก่ ถ้ำหีบภูผานาง ถ้ำเสาวภา อ่างเก็บน้ำดงน้อย และถ้ำพระเวทย์

ค่าเข้าอุทยานฯ ผุ้ใหญ่ คนละ 20 บาท เด้ก คนละ 10 บาท ชาวต่างประเทศ ผู้ใหญ่ คนละ 100 บาท เด็ก คนละ 50 บาท

สถานที่พัก ทางอุทยานฯ มีบริการ บ้านพัก พักได้ 10 คน ราคา 1,200 บาท/คืน เต็นท์ พักได้ 2 คน ราคา 400 บาท/คืน และในกรณีที่นักท่องเที่ยวนำเต็นท์ไปเองเสียค่าพื้นที่ 30 บาท/คน/คืน สอบถามรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่ อุทยานแห่งชาติภูผายล อำเภอเต่างอย จังหวัดสกลนคร 47260 โทร. 0 4298 1057 หรือสอบถามข้อมูลที่พักเพิ่มเติมได้ที่ สำนักอุทยานแห่งชาติ กรมอุทยานแห่งชาติสัตว์ป่า และพันธุ์พืช กรุงเทพฯ โทร. 0 2562 0760 www.dnp.go.th

การเดินทาง จากอำเภอเมืองสกลนครเดินทางไปตามทางหลวงสายสกลนคร-นาแก ประมาณ 14 กิโลเมตร เลี้ยวขวาไปอีกประมาณ 12 กิโลเมตร ก็จะถึงอำเภอเต่างอย และเดินทางต่อไปอีกประมาณ 6 กิโลเมตร ก็จะถึงที่ทำการอุทยานฯ หรือใช้เส้นทางสายสกลนคร-กาฬสินธุ์ ไปประมาณ 5 กิโลเมตร เลี้ยวซ้ายเข้าทางหลวงหมายเลข 2339 ไปอุทยานฯ อีกประมาณ 35 กิโลเมตร