Huyện Kim Sơn có 25 đơn vị hành chính cấp xã trực thuộc, bao gồm 2 thị trấn: Phát Diệm (huyện lỵ), Bình Minh và 23 xã: Ân Hòa, Chất Bình, Cồn Thoi, Định Hóa, Đồng Hướng, Hồi Ninh, Hùng Tiến, Kim Chính, Kim Định, Kim Đông, Kim Hải, Kim Mỹ, Kim Tân, Kim Trung, Lai Thành, Lưu Phương, Như Hòa, Quang Thiện, Tân Thành, Thượng Kiệm, Văn Hải, Xuân Chính, Yên Lộc.

Huyện Kim Sơn được chia thành 2 khu vực:

• Khu vực bắc Kim Sơn gồm thị trấn Phát Diệm và các xã: Ân Hòa, Chất Bình, Định Hóa, Đồng Hướng, Hồi Ninh, Hùng Tiến, Kim Chính, Kim Định, Lai Thành, Lưu Phương, Như Hòa, Quang Thiện, Tân Thành, Thượng Kiệm, Xuân Chính, Yên Lộc
• Khu vực nam Kim Sơn thị trấn Bình Minh và các xã: Cồn Thoi, Kim Đông, Kim Hải, Kim Mỹ, Kim Tân, Kim Trung, Văn Hải và các xã dự kiến thành lập mới tại khu vực bãi ngang, cồn Nổi hiện do quân đội quản lý.