Trước năm 2008, huyện Mỏ Cày Bắc ngày nay thuộc địa bàn huyện Mỏ Cày cũ và một phần nhỏ của huyện Chợ Lách.

Ngày 9 tháng 2 năm 2009, Chính phủ Việt Nam ban hành Nghị định số 08/NĐ-CP[1]. Theo đó, thành lập huyện Mỏ Cày Bắc trên cơ sở tách 11 xã: Thanh Tân, Thạnh Ngãi, Tân Phú Tây, Tân Thành Bình, Thành An, Phước Mỹ Trung, Tân Thanh Tây, Tân Bình, Nhuận Phú Tân, Hòa Lộc, Khánh Thạnh Tân thuộc huyện Mỏ Cày và 2 xã: Hưng Khánh Trung A, Phú Mỹ thuộc huyện Chợ Lách.

Sau khi thành lập, huyện Mỏ Cày Bắc 15.463,78 ha diện tích tự nhiên, dân số là 124.377 người với 13 đơn vị hành chính cấp xã trực thuộc, gồm các xã: Hưng Khánh Trung A, Thanh Tân, Thạnh Ngãi, Tân Phú Tây, Tân Thành Bình, Thành An, Phú Mỹ, Phước Mỹ Trung, Tân Thanh Tây, Tân Bình, Nhuận Phú Tân, Hòa Lộc, Khánh Thạnh Tân.