Ngày 1 tháng 11 năm 1899, chính quyền Pháp lập tỉnh Đồng Nai Thượng (Province du Haut Donnai), tỉnh lỵ đặt tại Di Linh (Djiring). Công sứ đầu tiên là Ernest Outrey, kế là O'Connell (1902).

Năm 1903, bãi bỏ tỉnh Đồng Nai Thượng, chuyển thành đại lý hành chính Di Linh, do đại diện của Công sứ Bình Thuận cai trị. Người đầu tiên là Laugier (1903 - 1905), tiếp theo là Cunhac (1905 - 1912).

Năm 1905, Di Linh được nhập vào Bình Thuận.

Năm 1913, nhập đại lý Đà Lạt với đại lý Di Linh, gọi chung là đại lý Di Linh và vẫn thuộc tỉnh Bình Thuận

Ngày 6 tháng 1 năm 1916, thành lập tỉnh Lâm Viên, gồm đại lý Đà Lạt mới lập lại và đại lý Di Linh, tách từ tỉnh Bình Thuận. Tỉnh lỵ đặt tại Đà Lạt. Tỉnh Lâm Viên còn được gọi là Langbiang hay Lâm Biên.

Ngày 31 tháng 10 năm 1920, xóa bỏ tỉnh Lâm Viên, một phần lập ra thành phố Đà Lạt, phần còn lại lập lại tỉnh Đồng Nai Thượng, tỉnh lỵ đặt tại Di Linh.

Năm 1928, tỉnh lỵ tỉnh Đồng Nai Thượng được chuyển về Đà Lạt.

Ngày 8 tháng 1 năm 1941, lập lại tỉnh Lâm Viên, tỉnh lỵ đặt tại Đà Lạt. Tỉnh lỵ tỉnh Đồng Nai Thượng chuyển về Di Linh.

Tháng 6 năm 1957, chính quyền Việt Nam Cộng hòa đổi tên tỉnh Đồng Nai Thượng thành tỉnh Lâm Đồng, sau khi đã tách một phần sáp nhập với thành phố Đà Lạt, thành lập tỉnh Tuyên Đức. Tỉnh Lâm Đồng gồm 2 quận: Bảo Lộc (Blao) và Di Linh. Chính quyền Việt Nam Dân chủ Cộng hòa và Mặt trận Dân tộc Giải phóng miền Nam Việt Nam nhập tỉnh Lâm Viên với tỉnh Đồng Nai Thượng thành tỉnh Lâm Đồng. Như vậy tỉnh Lâm Đồng do Việt Nam Dân chủ Cộng hòa và Mặt trận Dân tộc Giải phóng miền Nam Việt Nam đặt bao gồm 2 tỉnh Lâm Đồng và Tuyên Đức do Việt Nam Cộng hòa đặt.

Sau năm 1975, huyện Di Linh có 12 xã: Di Linh, Đinh Lạc, Đinh Trang Hòa, Đinh Trang Thượng, Gia Hiệp, Gung Ré, Hòa Bắc, Liên Đầm, Ninh Gia, Sơn Điền, Tân Châu, Tân Thượng.

Ngày 19 tháng 9 năm 1981, chuyển xã Di Linh thành thị trấn Di Linh, thị trấn huyện lỵ huyện Di Linh và thành lập một xã lấy tên là xã Bảo Thuận.

Ngày 6 tháng 3 năm 1984, chia xã Gia Hiệp thành hai xã lấy tên là xã Gia Hiệp và xã Tam Bố; chia xã Sơn Điền thành hai xã lấy tên là xã Sơn Điền và xã Gia Bắc; chia xã Đinh Trang Hòa thành hai xã lấy tên là xã Đinh Trang Hòa và xã Hòa Trung.

Ngày 6 tháng 6 năm 1986, chia xã Đinh Trang Hòa thành ba xã lấy tên là xã Đinh Trang Hòa, xã Hòa Ninh và xã Hòa Nam.

Ngày 24 tháng 10 năm 1987, chuyển xã Ninh Gia về huyện Đức Trọng quản lý.

Ngày 18 tháng 6 năm 1999, chia xã Đinh Lạc thành 2 xã: Đinh Lạc và Tân Nghĩa.

Ngày 6 tháng 3 năm 2009, chia xã Tân Thượng thành 2 xã: Tân Thượng và Tân Lâm.

Ngày 29 tháng 12 năm 2013, điều chỉnh 550,44 ha diện tích tự nhiên, 4.658 người của xã Gung Ré và 88,24 ha diện tích tự nhiên, 593 người của xã Tân Châu về thị trấn Di Linh quản lý.[3]

Huyện Di Linh có 1 thị trấn và 18 xã như hiện nay.