Quận Châu Thành được thành lập năm 1917, thuộc tỉnh Trà Vinh, gồm có 3 tổng: Bình Phước với 9 làng, Trà Phú với 9 làng, Trà Nhiêu Thượng với 9 làng.

Ngày 1 tháng 1 năm 1928, địa giới hành chính quận Châu Thành được điều chỉnh lại, gồm có 4 tổng: Trà Nhiêu với 6 làng, Trà Phú với 4 làng, Trà Bình với 4 làng, Bình Phước với 3 làng; quận lỵ đặt tại làng Long Đức.

Ngày 06 tháng 01 năm 1931, quận Châu Thành giao tổng Bình Phước cho quận Càng Long. Sau đó, địa giới hành chính quận lại trở lại như cũ.

Ngày 1 tháng 1 năm 1943, quận Châu Thành sáp nhập thêm địa bàn quận Tiểu Cần và điều chỉnh lại 4 tổng là: Ngãi Thạnh với 5 làng, Trà Nhiêu với 3 làng, Trà Bình với 3 làng, Trà Phú với 4 làng.

Sau năm 1956, quận Châu Thành thuộc tỉnh Vĩnh Bình, gồm 3 tổng là: Trà Nhiêu với 3 xã, Trà Bình với 3 xã, Trà Phú với 4 xã.

Từ năm 1965, các tổng đều mặc nhiên giải thể.

Sau ngày 30 tháng 04 năm 1975, quận Châu Thành đổi tên thành huyện Châu Thành Đông, thuộc tỉnh Cửu Long, gồm 10 xã: Đa Lộc, Hòa Thuận, Hưng Mỹ, Long Đức, Long Hòa, Lương Hòa, Nguyệt Hóa, Phước Hảo, Song Lộc, Thanh Mỹ.

Ngày 11 tháng 03 năm 1977, huyện Châu Thành Đông bị giải thể, nhập địa bàn vào các huyện Cầu Ngang và Càng Long, riêng xã Long Đức được sáp nhập vào thị xã Trà Vinh (nay là thành phố Trà Vinh).

Huyện thành lập ngày 29 tháng 9 năm 1981 trên cơ sở nhập 5 xã của huyện Cầu Ngang với 5 xã huyện Càng Long thuộc tỉnh Cửu Long; các xã này thuộc huyện Châu Thành Đông cũ.

Ngày 29 tháng 09 năm 1989, huyện lấy lại tên Châu Thành với 4 xã: Long Hòa, Hưng Mỹ, Phước Hảo, Hòa Thuận tách từ huyện Cầu Ngang và 5 xã: Đa Lộc, Thanh Mỹ, Lương Hòa, Song Lộc, Nguyệt Hóa tách từ huyện Càng Long; huyện lỵ đặt tại xã Đa Lộc.

Ngày 27 tháng 03 năm 1985, tách đất xã Đa Lộc lập mới xã Hòa Minh.

Ngày 26 tháng 12 năm 1991, tỉnh Cửu Long được chia thành hai tỉnh Vĩnh Long và Trà Vinh, huyện Châu Thành thuộc tỉnh Trà Vinh.

Ngày 29 tháng 08 năm 1994, tách xã Đa Lộc thành lập thị trấn Châu Thành.

Ngày 02 tháng 03 năm 1998, Chính phủ Việt Nam ban hành Nghị định số 13/1998/NĐ-CP, thành lập thêm 2 xã mới là Mỹ Chánh và Hòa Lợi.

Ngày 10 tháng 12 năm 2003, Chính phủ Việt Nam ban hành Nghị định số số 157/2003/NĐ-CP, về việc điều chỉnh địa giới Hành chính để thành lập xã thuộc các huyện Châu Thành, Cầu Ngang, Càng Long và Trà Cú, tỉnh Trà Vinh. Theo đó, thành lập xã Lương Hòa A thuộc huyện Châu Thành trên Cơ sở 2.348,77 ha diện tích tự nhiên và 8.557 nhân khẩu của xã Lương Hòa.

Từ đó, huyện Châu Thành có 1 thị trấn và 13 xã như hiện nay.