Huyện Nghi Lộc được thành lập lần đầu tiên vào năm 1469 với tên gọi là Dương Thành.

Trải qua 550 năm hình thành và phát triển, huyện đã nhiều lần thay đổi tên gọi từ Dương Thành trở thành Dương Toại, Phố Dương, Tân Phúc, Nghi Chân, Chân Phúc, Chân Lộc.[1].

Năm 1832, vua Minh Mạng chia trấn Nghệ An thành 2 tỉnh: Nghệ An và Hà Tĩnh thì huyện Chân Phúc nhập vào phủ Diễn Châu thuộc tỉnh Nghệ An.

Năm 1894, vua Thành Thái đổi tên huyện thành Nghi Lộc như hiện nay.

Năm 1919, thực dân Pháp bỏ cấp phủ, huyện Nghi Lộc thuộc tỉnh Nghệ An.

Sau năm 1945, bỏ cấp phủ, gọi chung là huyện. Huyện Nghi Lộc khi đó gồm có 24 xã: Đông Hải, Hải Yến, Hiến Hạp, Hợp Thái, Kim Khê, Kim Lộc, Kim Phúc, Kim Trường, La Nham, La Vân, Lâm Kiều, Long Châu, Lữ Lĩnh, Mỹ Thạch, Nguyên Xá, Ngư Phong, Phan Xuân, Thần Sơn, Thịnh Trường, Thuận Hợp, Vạn Hòa, Vạn Xuân, Văn Yên, Vọng Nhi.

Tháng 4 năm 1947, các đơn vị hành chính trong toàn huyện được sắp xếp lại cho phù hợp với thời kỳ chiến tranh. Từ 24 xã năm 1946 đã được gộp lại thành 13 xã mới gồm: Đông Hải, Hợp Châu, Ngư Hải, Phúc Hòa, Phúc Lộc, Tam Thái, Thần Lĩnh, Thịnh Trường, Thuận Hòa, Xá Lĩnh, Xuân Hải, Xuân Lộc, Yên Sơn.

Năm 1956, sau đợt cải cách ruộng đất, Tỉnh ủy Nghệ An đã chỉ đạo việc chấn chỉnh lại bộ máy lãnh đạo Đảng, chính quyền, mặt trận, đoàn thể các cấp và kèm theo đó là cải tổ các đơn vị hành chính cấp xã. Từ 13 xã trước, nay được chia thành 40 xã và thống nhất lấy chữ đầu tên huyện làm chữ đầu tên của xã: Nghi Ân, Nghi Công, Nghi Diên, Nghi Đồng, Nghi Đức, Nghi Hải, Nghi Hoa, Nghi Hòa, Nghi Hợp, Nghi Hưng, Nghi Hương, Nghi Khánh, Nghi Kiều, Nghi Kim, Nghi Lâm, Nghi Liên, Nghi Long, Nghi Mỹ, Nghi Phong, Nghi Phú, Nghi Phúc, Nghi Phương, Nghi Quang, Nghi Tân, Nghi Thạch, Nghi Thái, Nghi Thiết, Nghi Thịnh, Nghi Thọ, Nghi Thu, Nghi Thuận, Nghi Thủy, Nghi Tiến, Nghi Trung, Nghi Trường, Nghi Vạn, Nghi Văn, Nghi Xá, Nghi Xuân, Nghi Yên.

Ngày 21 tháng 4 năm 1969, hợp nhất hai xã Nghi Phúc và Nghi Thọ thành một xã lấy tên là xã Phúc Thọ.

Ngày 26 tháng 12 năm 1970, xã Nghi Phú sáp nhập vào thành phố Vinh.

Từ 1976 - 1991, huyện Nghi Lộc thuộc tỉnh Nghệ Tĩnh, gồm 38 xã: Nghi Ân, Nghi Công, Nghi Diên, Nghi Đồng, Nghi Đức, Nghi Hải, Nghi Hoa, Nghi Hòa, Nghi Hợp, Nghi Hưng, Nghi Hương, Nghi Khánh, Nghi Kiều, Nghi Kim, Nghi Lâm, Nghi Liên, Nghi Long, Nghi Mỹ, Nghi Phong, Nghi Phương, Nghi Quang, Nghi Tân, Nghi Thạch, Nghi Thái, Nghi Thiết, Nghi Thịnh, Nghi Thu, Nghi Thuận, Nghi Thủy, Nghi Tiến, Nghi Trung, Nghi Trường, Nghi Vạn, Nghi Văn, Nghi Xá, Nghi Xuân, Nghi Yên, Phúc Thọ.

Ngày 4 tháng 4 năm 1986, thành lập thị trấn Quán Hành, thị trấn huyện lỵ huyện Nghi Lộc trên cơ sở 26,15 ha diện tích tự nhiên của xã Nghi Trung; 10,08 ha diện tích tự nhiên của xã Nghi Hoa và 11,35 ha diện tích tự nhiên của xã Nghi Long; thành lập thị trấn Cửa Lò trên cơ sở diện tích, dân số của hai xã Nghi Tân và Nghi Thủy cùng 82 ha diện tích tự nhiên của xã Nghi Thu và 15 ha diện tích tự nhiên của xã Nghi Hợp.

Đến cuối năm 1993, huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An, gồm 2 thị trấn: Quán Hành, Cửa Lò và 36 xã: Nghi Ân, Nghi Công, Nghi Diên, Nghi Đồng, Nghi Đức, Nghi Hải, Nghi Hoa, Nghi Hòa, Nghi Hợp, Nghi Hưng, Nghi Hương, Nghi Khánh, Nghi Kiều, Nghi Kim, Nghi Lâm, Nghi Liên, Nghi Long, Nghi Mỹ, Nghi Phong, Nghi Phương, Nghi Quang, Nghi Thạch, Nghi Thái, Nghi Thiết, Nghi Thịnh, Nghi Thu, Nghi Thuận, Nghi Tiến, Nghi Trung, Nghi Trường, Nghi Vạn, Nghi Văn, Nghi Xá, Nghi Xuân, Nghi Yên, Phúc Thọ.

Ngày 29 tháng 8 năm 1994, tách thị trấn Cửa Lò và 4 xã: Nghi Thu, Nghi Hương, Nghi Hòa, Nghi Hải, một phần xã Nghi Quang để thành lập thị xã Cửa Lò.

Ngày 10 tháng 4 năm 2002, chia xã Nghi Công thành 2 xã: Nghi Công Bắc và Nghi Công Nam.

Ngày 2 tháng 4 năm 2007, mở rộng thị trấn Quán Hành trên cơ sở sáp nhập 174,23 ha diện tích tự nhiên và 1.532 nhân khẩu của xã Nghi Trung; 11,07 ha diện tích tự nhiên và 253 nhân khẩu của xã Nghi Long; 132,6 ha diện tích tự nhiên và 1.434 nhân khẩu của xã Nghi Hoa; 20,61 ha diện tích tự nhiên và 97 nhân khẩu của xã Nghi Diên.

Ngày 17 tháng 4 năm 2008, 4 xã: Nghi Kim, Nghi Đức, Nghi Liên, Nghi Ân được sáp nhập vào thành phố Vinh.

Ngày 17 tháng 12 năm 2019, sáp nhập 2 xã Nghi Hợp và Nghi Khánh thành xã Khánh Hợp.[2]

Huyện Nghi Lộc có 1 thị trấn và 28 xã như hiện nay.