Thời Bắc thuộc, Nam Trực thuộc huyện Tây Chân, là yết hầu của phủ Thiên Trường.

Thời Trần, Nam Trực là vọng gác phía nam của Nam Định.

Thời thuộc Minh, là phủ Phụng Hoá.

Thời Lê Trung Hưng, do kiêng huý chúa Tây Vương Trịnh Tạc, Tây Chân được đổi thành Nam Chân.

Thời Nguyễn, năm Minh Mạng thứ 14 (năm 1833), Nam Chân được chia thành hai huyện Nam Chân và Chân Ninh, sau đổi thành Nam Trực và Trực Ninh.

Sau năm 1954, huyện Nam Trực có 32 xã: Bắc Sơn, Nam An, Nam Bình, Nam Chấn, Nam Cường, Nam Điền, Nam Đồng, Nam Dương, Nam Giang, Nam Hải, Nam Hoa, Nam Hồng, Nam Hùng, Nam Lợi, Nam Long, Nam Minh, Nam Mỹ, Nam Nghĩa, Nam Ninh, Nam Phong, Nam Phúc, Nam Quan, Nam Quang, Nam Tân, Nam Thắng, Nam Thịnh, Nam Tiến, Nam Toàn, Nam Trung, Nam Vân, Nam Xá, Thái Sơn.

Năm 1968, hai huyện Nam Trực và Trực Ninh sáp nhập thành huyện Nam Ninh.

Ngày 21 tháng 8 năm 1971, hợp nhất xã Nam Đồng và xã Bắc Sơn thành một xã lấy tên là xã Đồng Sơn.

Ngày 23 tháng 2 năm 1974, sáp nhập thôn Ngưu Trì của xã Nam Hùng vào xã Nam Cường, sáp nhập hai thôn Thọ Trung và Điện An của xã Nam Minh vào xã Nam Hùng, sáp nhập ba thôn Đầm, Vượt, Vọc của xã Nam Bình vào xã Nam Dương, sáp nhập hai thôn Hiệp Luật, Cổ Lung của xã Nam Dương vào xã Nam Bình.[3]

Ngày 23 tháng 2 năm 1977, hợp nhất xã Nam Bình và xã Nam Minh thành một xã lấy tên là xã Bình Minh; cắt thôn Nam Sơn của xã Thái Sơn vào xã Nam Phúc lấy tên xã mới là xã Nam Thái; hợp nhất xã Nam Lợi và xã Nam Quan thành một xã lấy tên là xã Nam Lợi.[4]

Ngày 1 tháng 2 năm 1978, hợp nhất xã Nam Hồng và xã Nam Trung thành một xã lấy tên là xã Nam Hồng; hợp nhất xã Nam Long và xã Nam Ninh thành một xã lấy tên là xã Nam Thanh.

Ngày 27 tháng 3 năm 1978, hợp nhất xã Nam Điền và xã Nam Xá thành một xã lấy tên là xã Điền Xá; hợp nhất xã Nam Chấn và xã Nam Quang thành một xã lấy tên là xã Hồng Quang; hợp nhất xã Nam Tân và xã Nam Thịnh thành một xã lấy tên là xã Tân Thịnh; hợp nhất xã Nam An và xã Nam Nghĩa thành một xã lấy tên là xã Nghĩa An.

Ngày 2 tháng 1 năm 1997, 2 xã Nam Phong và Nam Vân được sáp nhập về thành phố Nam Định.

Ngày 26 tháng 2 năm 1997, thực hiện Nghị định 19/NĐ-CP của Chính phủ, huyện Nam Ninh lại chia thành 2 huyện Nam Trực và Trực Ninh sau 29 năm hợp nhất.

Huyện Nam Trực gồm 20 xã: Bình Minh, Điền Xá, Đồng Sơn, Hồng Quang, Nam Cường, Nam Dương, Nam Giang, Nam Hải, Nam Hoa, Nam Hồng, Nam Hùng, Nam Lợi, Nam Mỹ, Nam Thái, Nam Thắng, Nam Thanh, Nam Tiến, Nam Toàn, Nghĩa An, Tân Thịnh.

Ngày 14 tháng 11 năm 2003, chuyển xã Nam Giang thành thị trấn Nam Giang, thị trấn huyện lỵ huyện Nam Trực.

Huyện Nam Trực có 1 thị trấn và 19 xã như hiện nay.