Trước khi thành lập huyện, Cẩm Mỹ chỉ là tên gọi không chính thức của khu vực xã Xuân Mỹ, huyện Long Khánh. Địa danh này có từ thời Nguyễn, khi đó gọi là thôn Cam Mĩ thuộc tổng An Viễn, tỉnh Biên Hòa.[2]

Ngày 21 tháng 8 năm 2003, Chính phủ ban hành Nghị định số 97/2003/NĐ-CP[1]. Theo đó, thành lập huyện Cẩm Mỹ trên cơ sở 7 xã: Xuân Quế, Sông Nhạn, Xuân Đường, Thừa Đức, Nhân Nghĩa, Long Giao, Xuân Mỹ thuộc huyện Long Khánh vừa giải thể và 6 xã: Xuân Bảo, Bảo Bình, Xuân Đông, Xuân Tây, Sông Ray, Lâm San thuộc huyện Xuân Lộc.

Sau khi thành lập, huyện có 13 xã nói trên. Huyện lỵ của huyện đặt tại xã Long Giao.