Sau năm 1975, huyện Cao Lộc thuộc tỉnh Cao Lạng, gồm 18 xã: Cao Lâu, Công Sơn, Gia Cát, Hải Yến, Hòa Cư, Hoàng Đồng, Hợp Thành, Lộc Yên, Mai Pha, Mẫu Sơn, Quảng Lạc, Tân Liên, Tân Thành, Thanh Lòa, Thạch Đạn, Xuất Lễ, Xuân Long, Yên Trạch.

Ngày 30 tháng 8 năm 1977, tách 4 xã: Hoàng Đồng, Hợp Thành, Mai Pha, Quảng Lạc được sáp nhập vào thị xã Lạng Sơn (nay là thành phố Lạng Sơn).

Ngày 29 tháng 12 năm 1978, huyện Cao Lộc thuộc tỉnh Lạng Sơn vừa được tái lập.

Ngày 10 tháng 6 năm 1981,[2] theo đó:

• Chuyển thị trấn Đồng Đăng và 6 xã: Hồng Phong, Phú Xá, Bình Trung, Bảo Lâm, Thụy Hùng A (sau đổi là xã Thụy Hùng), Song Giáp thuộc huyện Văn Lãng (trước đó thuộc huyện Văn Uyên cũ) về huyện Cao Lộc quản lý
• Hợp nhất xã Bảo Lâm và xã Thạch Đan thành một xã lấy tên là xã Thạch Lâm
• Tách các xóm Đông Nọi, Chè Lân, Thâm Áng, Pàn Danh của xã Lộc Yên để sáp nhập vào xã Hoà Cư
• Sáp nhập xã Thanh Loà và xã Lộc Yên (trừ 4 xóm Đông Nọi, Chè Lân, Thâm Áng, Pàn Danh) thành một xã lấy tên là xã Lộc Thanh.

Ngày 13 tháng 11 năm 1986, chia lại xã Thạch Lâm thành 2 xã: Thạch Đạn và Bảo Lâm.[3]

Ngày 22 tháng 11 năm 1986, chuyển xã Hợp Thành của thị xã Lạng Sơn (trừ hợp tác xã Liên Thành sáp nhập vào xã Đông Kinh) trở lại huyện Cao Lộc quản lý.

Ngày 29 tháng 8 năm 1994, thành lập thị trấn Cao Lộc, thị trấn huyện lỵ huyện Cao Lộc trên cơ sở một phần diện tích và dân số của xã Hợp Thành.

Ngày 29 tháng 8 năm 2000, chia xã lại Lộc Thanh thành 2 xã: Thanh Lòa và Lộc Yên.[4]

Ngày 25 tháng 2 năm 2016, thị trấn Đồng Đăng được công nhận là đô thị loại IV.

Ngày 21 tháng 11 năm 2019, sáp nhập xã Song Giáp vào xã Bình Trung.[5]

Huyện Cao Lộc có 2 thị trấn và 20 xã như hiện nay.