แขวงทางหลวงอุบลราชธานีที่ 2 ได้จัดตั้งขึ้นเนื่องจากสายทางบำรุงในความรับผิดชอบของแขวงทางหลวงอุบลราชธานีที่ 1 และแขวงทางหลวงศรีสะเกษ เพิ่มมากขึ้น เกินกำลังที่แขวงทางดังกล่าวจะดูแลให้ทั่วถึงอย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้น เพื่อประโยชน์ของทางราชการกรมทางหลวงจึงมีคำสั่งให้ก่อตั้ง สำนักบำรุงทางอุบลราชธานีที่ 2 (เดชอุดม) ขึ้นเมื่อวันที่ 1 พฤศจิกายน 2534 โดยใช้สำนักงานชั่วคราวบนทางหลวงหมายเลข 231 ที่ กม.0+293 – กม.0+583 ตอน เลี่ยงเมืองอุบลราชธานี อ.เมือง จ.อุบลราชธานี (ซึ่งเป็นที่ตั้งสำนักงานแขวงทางหลวงอุบลราชธานีที่ 2ปัจจุบัน)
ต่อมากรมทางหลวงได้มีคำสั่ง ที่ จ.1.9/9/2535 ลงวันที่ 31 กรกฎาคม 2535ให้ตั้งเป็นแขวงทางหลวงอุบลราชธานีที่ 2 ตั้งอยู่สถานที่เดิมจนถึง
ปัจจุบัน มีพื้นที่ 42 ไร่ 14.20 ตารางวา