Флаг города Первомайск Нижегородской области представляет собой  прямоугольное двухстороннее полотнище с отношением ширины к длине 2:3, составленное из двух вертикальных полос красного и зеленого цвета, воспроизводящее изображение фигур герба городского округа город Первомайск: ели, зубчатого колеса и колосьев, выполненных желтым и оранжевым цветом.
Обоснование символики: 
Городской округ город Первомайск расположен на юге Нижегородской области, у самой границы с Мордовией. Был основан как рабочий посёлок Ташино при чугунолитейном заводе, принадлежавшем помещику А. Н. Карамзину. В 1951 году преобразован в город Первомайск. Округ обладает значительным экономическим потенциалом. Есть настоящие профессионалы своего дела – высококвалифицированные специалисты и грамотные руководители. Основа экономики - промышленность. На промышленных предприятиях округа производиться до 70% валовой продукции и отчисляется около 80% налоговых платежей в местный бюджет. 
Символика флага повторяет символику герба городского округа город Первомайск и многозначна. 
Расположенная в центре ель символизирует вечную жизнь и одновременно аллегорически показывает обширные леса вокруг города, которыми щедро наградила округ природа. В настоящее время городской округ город Первомайск является единственной лесной территорией юга Нижегородской области. Наличие больших лесных ресурсов обусловило развитие лесоперерабатывающего комплекса. 
Зубчатое колесо символизирует машиностроение. Городской округ город Первомайск интегрирован в экономику России, заслуга в этом принадлежит ОАО "Транспневматика. Это градообразующее предприятие. Завод изготавливает тормозное оборудование для подвижного состава железных дорог: тормозные цилиндры, компрессоры, рукава соединительные, авторегуляторы, гидродемпферы, дисковые тормоза, а также изделия чугунолитейного производства. 
Колос – символ единства, стабильности и сельского хозяйства в экономике округа. 
Красный цвет (червлень) – символ труда, мужества, жизнеутверждающей силы и красоты. Также гармонично сочетается с современным названием городского округа город Первомайск, названного в честь праздника Первого Мая, основным символом которого традиционно является красный цвет. 
Зеленый цвет символизирует весну, здоровье, природу, молодость и надежду. 
Желтый цвет (золото) – символ высшей ценности, величия, богатства, урожая.