Huyện Chi Lăng được thành lập ngày 16 tháng 12 năm 1964 trên cơ sở hợp nhất huyện Ôn Châu và một phần huyện Bằng Mạc, gồm thị trấn Đồng Mỏ và 20 xã: Bắc Thủy, Bằng Hữu, Bằng Mạc, Chi Lăng, Chiến Thắng, Gia Lộc, Hòa Bình, Hữu Kiên, Hữu Liên, Lâm Sơn, Liên Sơn, Mai Sao, Nhân Lý, Quan Sơn, Quang Lang, Thượng Cường, Vân An, Vạn Linh, Vân Thủy, Y Tịch.

Ngày 28 tháng 3 năm 1983, thành lập thị trấn Chi Lăng từ một phần xã Chi Lăng.

Ngày 11 tháng 9 năm 1989, chuyển xã Hữu Liên về huyện Hữu Lũng quản lý.

Ngày 21 tháng 11 năm 2019, sáp nhập xã Quang Lang vào thị trấn Đồng Mỏ.[1]

Huyện Chi Lăng có 2 thị trấn và 18 xã như hiện nay.