อุทยานแห่งชาติรามคำแหง มีเนื้อที่ครอบคลุมอยู่ในท้องที่อำเภอบ้านด่านลานหอย อำเภอคีรีมาศ และอำเภอเมือง
จังหวัดสุโขทัย เป็นอุทยานแห่งชาติทางประวัติศาสตร์ ประกอบด้วยปูชนียวัตถุอันเป็นโบราณสถานสมัยกรุงสุโขทัย
เป็นราชธานี มีสภาพป่าอันอุดมสมบูรณ์เป็นแหล่งต้นน้ำลำธาร ตลอดจนมีสภาพธรรมชาติและทิวทัศน์ที่สวยงาม
เช่น น้ำตกสายรุ้ง อุทยานแห่งชาติรามคำแหงมีเนื้อที่ประมาณ 213,125 ไร่ หรือ 341 ตารางกิโลเมตร

กรมป่าไม้ได้ประกาศให้ป่าเขาหลวงเป็นป่าสงวนแห่งชาติตามพระราชบัญญัติป่าสงวนแห่งชาติ พ.ศ. 2507
เมื่อวันที่ 24 เมษายน 2512 หลังจากนั้นกรมป่าไม้มีหนังสือที่ กส 0706/2978 ลงวันที่ 21 กุมภาพันธ์ 2517
เรื่อง การเลือกพื้นที่เพื่อจัดตั้งเขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่าและอุทยานแห่งชาติ ให้จังหวัดทุกจังหวัดประสานงาน
กับป่าไม้เขต ดำเนินการตรวจสอบพื้นที่ป่าไม้ในท้องที่แต่ละเขตว่าบริเวณใดบ้างเหมาะที่จะจัดเป็นเขตรักษา
พันธุ์สัตว์ป่าหรืออุทยานแห่งชาติ จากการสำรวจจังหวัดสุโขทัยได้มีหนังสือที่ สท 0009/1370 ลงวันที่ 15
กรกฎาคม 2517 ส่งสำเนาหนังสือจังหวัดที่ได้ดำเนินการติดต่อประสานงานกับป่าไม้เขตตาก มายังกรมป่าไม้ 
เพื่อให้พิจารณาจัดตั้งอุทยานแห่งชาติในบริเวณป่าสงวนแห่งชาติป่าเขาหลวง ท้องที่อำเภอคีรีมาศ
อำเภอบ้านด่านลานหอย และอำเภอเมือง จังหวัดสุโขทัย  เนื่องจากป่าแห่งนี้มีทรัพยากรที่สำคัญ น้ำตก
ทิวทัศน์ที่สวยงามและมีปูชนียวัตถุ อันเป็นโบราณสถานสมัยกรุงสุโขทัยเป็นราชธานี

ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2518 กองอุทยานแห่งชาติ กรมป่าไม้ จึงได้มีหนังสือที่ 177/2518 ลงวันที่ 6
กุมภาพันธ์ 2518 ให้นายเชาวลิต เลิศชยันตี  นักวิชาการป่าไม้ตรี ไปดำเนินการสำรวจหาข้อมูล ปรากฏว่า
ป่าเขาหลวงมีสภาพป่าธรรมชาติสมบูรณ์มีทิวทัศน์สวยงาม เป็นแหล่งต้นน้ำลำธารและเป็นสถานที่ทาง
ประวัติศาสตร์ ร์สมัยกรุงสุโขทัย เหมาะสมที่จะจัดตั้งเป็นอุทยานแห่งชาติ ดังนั้นในเดือนเมษายน พ.ศ. 2518
กองอุทยานแห่งชาติ จึงเริ่มดำเนินการจัดตั้งป่าเขาหลวงเป็นอุทยานแห่งชาติ โดยใช้ชื่อว่า “อุทยานแห่งชาติรามคำแหง”
ซึ่งได้อัญเชิญสมญานามของพ่อขุนรามคำแหงมหาราช   พระมหากษัตริย์ไทยผู้ทรงแสนยานุภาพ
เป็นอัจฉริยะทางด้านความคิดของกรุงสุโขทัย มาเป็นชื่อของ อุทยานแห่งชาติ เพื่อเทอดพระเกียรติ
แด่องค์พ่อขุนรามคำแหงมหาราช และเป็นสิริมงคลแก่อุทยานแห่งชาติ ตลอดจนเพื่อเป็นการรำลึกถึงสถานที่
อันมีค่าทางประวัติศาสตร์ชาติไทย ได้แก่ จังหวัดสุโขทัย กรมป่าไม้จึงได้เสนอคณะกรรมการอุทยานแห่งชาติ
ในคราวประชุมครั้งที่ 2/2518  เมื่อวันที่ 22 ตุลาคม 2518 เห็นชอบในหลักการให้กำหนดพื้นที่ดังกล่าว
เป็นอุทยานแห่งชาติ  โดยมีพระราชกฤษฎีกา กำหนดบริเวณที่ดินป่าเขาหลวงในท้องที่ตำบลบ้านด่าน ตำบลลานหอย 
อำเภอบ้านด่านลานหอย ตำบลเมืองเก่า อำเภอเมืองสุโขทัย  และตำบลบ้านป้อม ตำบลคีรีมาศ อำเภอคีรีมาศ
จังหวัดสุโขทัย ให้เป็นอุทยานแห่งชาติ ซึ่งประกาศในราชกิจจานุเบกษา เล่ม 97 ตอนที่ 175 ลงวันที่ 27 ตุลาคม พ.ศ. 2523
เป็นอุทยานแห่งชาติ ลำดับที่ 18 ของประเทศ 

ขนาดพื้นที่ โดยประมาณ

 213,125 ไร่

 

พื้นที่ส่วนใหญ่ของอุทยานแห่งชาติรามคำแหงมีภูมิประเทศเป็นเทือกเขาขนาดใหญ่ที่ตั้งสูงขึ้นไปจากที่ราบ
คล้ายจอมปลวก ซึ่งแยกตัวจากเทือกเขาอื่นโดยเด่นชัด   มีลักษณะเป็นเขาสูงสลับซับซ้อน ทอดตัวในแนวเหนือ-ใต้ ระหว่างจังหวัดกำแพงเพชร และสุโขทัย มีภูเขาที่สูงที่สุดคือ “เขาหลวง” ประกอบด้วยเขานารายณ์ สูง 1,160 เมตร
เขาพระเจดีย์ สูง 1,185 เมตร เขาภูคาและเขาพระแม่ย่า สูง 1,200 เมตรจากระดับน้ำทะเล เป็นแหล่งต้นน้ำลำธาร
หลายสาย ซึ่งไหลรวมกันลงสู่แม่น้ำยม ประกอบด้วย คลองตาเจ็ก คลองเสาหอ คลองวังเงิน คลองเนินคลี คลองด้วงงาม
คลองลานทอง คลองมะซาง และคลองเพชรหึง เป็นต้น

บริเวณอุทยานแห่งชาติรามคำแหงจัดอยู่ในภูมิอากาศแบบฝนตกชุกสลับแห้งแล้งในเขตร้อน ฤดูร้อน เริ่มตั้งแต่เดือนมีนาคมถึงเดือนพฤษภาคม มีอากาศร้อน   อุณหภูมิเฉลี่ยสูงสุดอยู่ในช่วงเดือนเมษายน ประมาณ 31 องศาเซลเซียส แต่อากาศเย็นในตอนกลางคืน ฤดูฝนเริ่มตั้งแต่เดือนมิถุนายนถึงเดือนตุลาคม มีปริมาณฝนมากในช่วงเดือนสิงหาคม-ตุลาคม ปริมาณน้ำฝนเฉลี่ย 1,323 มิลลิเมตรต่อปี และฤดูหนาวเริ่มตั้งแต่ เดือนพฤศจิกายนถึงเดือนกุมภาพันธ์ มีอากาศหนาวเย็นสบาย   โดยเฉพาะบนยอดเขาหลวงอุณหภูมิจะหนาวเย็น ในเวลากลางคืน ช่วงที่อากาศเย็นสบายที่สุด ระหว่างเดือนธันวาคม – มกราคม อุณหภูมิเฉลี่ยตลอดปี 27.6 องศาเซลเซียส

พื้นที่ส่วนใหญ่ของอุทยานแห่งชาติรามคำแหงปกคลุมไปด้วยป่าเต็งรัง รองลงมาคือ ป่าเบญจพรรณ ป่าดิบแล้ง และป่าดิบเขา ตามลำดับ 

ป่าเต็งรัง พบตั้งแต่พื้นที่ระดับต่ำขึ้นไป ตามไหล่เขาและสันเขาที่แห้งแล้ง พื้นที่อยู่สูงจากระดับน้ำทะเลประมาณ 140-900 เมตร ซึ่งมีดินตื้นและอุดมสมบูรณ์ต่ำ พันธุ์ไม้ที่พบได้แก่ เต็ง รัง เหียง พลวง เหมือดหลวง มะเกิ้ม ตาลเหลือง แข้งกวาง รักขน สารภีป่า ฯลฯ พืชพื้นล่างได้แก่ ขางครั่ง นมแมว ย่านลิเภา เป้ง ปรง เป็นต้น 

ป่าเบญจพรรณ ที่พบส่วนใหญ่จะอยู่ตามร่องห้วยและหุบเขาที่ชื้นปานกลาง แต่แห้งแล้งมากในช่วงฤดูแล้ง โดยพบตามร่องห้วยในบริเวณที่มีป่าเต็งรังอยู่ตามไหล่เขาและสันเขา ตามพื้นที่รอยต่อกับป่าดิบแล้งที่มีสภาพความชุ่มชื้นน้อยลง และพื้นที่มีความสูงจากระดับน้ำทะเลประมาณ 100-800 เมตร พันธุ์ไม้ที่พบได้แก่ เปล้าหลวง ตีนนก เครือออน อุโลก ตะแบกเปลือกบาง แดง ตะคร้อ ปอยาบ แคทรายงิ้วป่า เค็ด ไผ่ไร่ ไผ่ซางนวล ฯลฯ พืชพื้นล่างที่พบมากได้แก่ หวายขม กระทือ มะแฮะนก และเขิงแข้งม้า เป็นต้น 

ป่าดิบแล้ง พบตามหุบเขาที่ชุ่มชื้นเกือบตลอดทั้งปี จากพื้นล่างขึ้นไปตามภูเขาที่มีความสูงจากระดับน้ำทะเล 150-900 เมตร พันธุ์ไม้ที่พบได้แก่ ยางแดง ปอสลักพาด คำไก่ มะไฟ เลือดควายใบใหญ่ เสลาดำ ดีหมี จิก ไผ่หก ไผ่ไร่ ไผ่เฮียะ ฯลฯ พืชพื้นล่างได้แก่ หวายขม หวายโป่ง หวายนิ้ว เขิงช้าง และว่านนกคุ้ม เป็นต้น สำหรับพื้นที่ระดับสูงจากระดับน้ำทะเล 900 เมตรขึ้นไปเป็น 

ป่าดิบเขา ซึ่งกระจายอยู่เป็นหย่อมเล็กๆ ตามยอดเขา และพบทุ่งโล่งที่มีหญ้าปกคลุมสลับกันอยู่ พันธุ์ไม้ที่พบได้แก่ ตองลาด จำปีป่า มันปลา สอยดาว ไคร้ขน หมี่ปัง อบเชย ตองหอม ฯลฯ พืชพื้นล่างได้แก่ คนางใบหยก เขิงแข้งม้า ก๋ง เป็นต้น

สัตว์ป่าในพื้นที่อุทยานแห่งชาติรามคำแหงประกอบด้วย เก้ง หมูป่า ลิงกัง ชะมดเช็ด อีเห็นเครือ ลิ่นใหญ่ ค้างคาวเล็บกุด ค้างคาวขอบหูกลาง กระรอกท้องแดง กระรอกหลากสี กระจ้อน นกเขียวก้านตองหน้าผากสีทอง นกแซงแซวหางปลา นกจับแมลงจุกดำ นกปรอดเหลืองหัวจุก นกระจิ๊ดธรรมดา นกกินแมลงอกเหลือง นกตีทอง นกบั้งรอกใหญ่ กิ้งก่าเขาหนามสั้น จิ้งจกหางหนาม จิ้งเหลนหางยาว ตุ๊กแกบ้าน ตะกวด งูลายสาบคอแดง งูเขียวหัวจิ้งจกป่า งูเหลือม อึ่งอ่างบ้าน กบว้าก อึ่งน้ำเต้า และกบหลังไพล เป็นต้น ในบริเวณแหล่งน้ำพบปลาหลากชนิด เช่น ปลาแขยง ปลาซิวควาย ปลาสร้อยขาว ปลาตะเพียนน้ำตก ปลาเข็ม และปลากระดี่ เป็นต้น