Tỉnh Hưng Yên nguyên thuộc thừa tuyên Sơn Nam đặt vào năm Quang Thuận thứ 10 đời Lê (1466). Đến năm Cảnh Hưng thứ 2 (1741) thì chia thành Sơn Nam Thượng và Sơn Nam Hạ. Đời nhà Nguyễn năm Minh Mệnh thứ 3 (1822), Sơn Nam Thượng được đổi thành trấn Sơn Nam còn Sơn Nam Hạ thì gọi là trấn Nam Định. Năm Minh Mệnh thứ 12 (1831), tỉnh Hưng Yên được thành lập gồm các huyện Đông Yên, Kim Động, Thiên Thi, Tiên Lữ, Phù Dung của trấn Sơn Nam và Thần Khê, Hưng Nhân, Duyên Hà của trấn Nam Định (các huyện Thần Khê, Duyên Hà và Hưng Nhân sau bị cắt vào tỉnh Thái Bình mới thành lập).[3]

Tuy là tỉnh "mới" chỉ hơn 553 năm, vùng đất Hưng Yên đã nổi danh từ thời kỳ Trịnh - Nguyễn phân tranh trước đó với Phố Hiến, vốn là thương cảng đô hội quan trọng bậc nhất ở Đàng Ngoài. Thuyền bè ngược sông Hồng lên Thăng Long "Kẻ Chợ" đều phải dừng ở Phố Hiến đợi giấy phép nên Phố Hiến trở thành tụ điểm sầm uất. Người Tàu, người Nhật và người Tây phương đều đến đấy buôn bán. Do vậy dân gian đã có câu: "Thứ nhất kinh kỳ, thứ nhì phố Hiến".

Ngày 27 tháng 1 năm 1968, tỉnh Hưng Yên hợp nhất với tỉnh Hải Dương thành tỉnh Hải Hưng.

Ngày 11 tháng 3 năm 1977, hợp nhất 2 huyện Phù Cừ và Tiên Lữ thành huyện Phù Tiên; hợp nhất 2 huyện Văn Giang và Yên Mỹ thành huyện Văn Yên; hợp nhất 2 huyện Văn Lâm và Mỹ Hào thành huyện Văn Mỹ.[4]

Ngày 24 tháng 2 năm 1979, hợp nhất 2 huyện Kim Động và Ân Thi thành huyện Kim Thi; hợp nhất huyện Văn Mỹ và một phần huyện Văn Yên thành huyện Mỹ Văn; hợp nhất phần còn lại của huyện Văn Yên và huyện Khoái Châu thành huyện Châu Giang.[5]

Ngày 27 tháng 1 năm 1996, chia huyện Kim Thi thành 2 huyện: Kim Động và Ân Thi.[6]

Ngày 6 tháng 11 năm 1996, tái lập tỉnh Hưng Yên từ tỉnh Hải Hưng. Khi tách ra, tỉnh Hưng Yên có 6 đơn vị hành chính gồm thị xã Hưng Yên và 5 huyện: Ân Thi, Châu Giang, Kim Động, Mỹ Văn, Phù Tiên.[7]

Ngày 24 tháng 2 năm 1997, chia huyện Phù Tiên thành 2 huyện: Phù Cừ và Tiên Lữ.[8]

Ngày 24 tháng 7 năm 1999, chia huyện Châu Giang thành 2 huyện: Khoái Châu và Văn Giang; chia huyện Mỹ Văn thành 3 huyện: Mỹ Hào, Văn Lâm, Yên Mỹ.[9]

Ngày 19 tháng 1 năm 2009, chuyển thị xã Hưng Yên thành thành phố Hưng Yên.[10]

Ngày 12 tháng 3 năm 2019, chuyển huyện Mỹ Hào thành thị xã Mỹ Hào.[11]

Tỉnh Hưng Yên có 1 thành phố, 1 thị xã và 8 huyện như ngày nay.