Sau năm 1975, Mô Rai là một xã thuộc huyện Đăk Tô.

Ngày 10 tháng 10 năm 1978, xã chuyển sang trực thuộc huyện Sa Thầy.[3]

Ngày 20 tháng 12 năm 2013, Chính phủ ban hành Nghị quyết Nghị quyết 126/NQ-CP[2]. Theo đó, thành lập 3 xã Ia Dom, Ia Đal và Ia Tơi từ một phần diện tích và dân số của xã Mô Rai.[4]

Sau khi điều chỉnh địa giới hành chính, xã Mô Rai còn lại 58.552,26 ha diện tích tự nhiên và 4.289 người.