Huyện này được thành lập ngày 3 tháng 12 năm 1983 khi huyện Tam Kỳ được chia thành huyện Núi Thành và thị xã Tam Kỳ (nay là thành phố Tam Kỳ và huyện Phú Ninh) thuộc tỉnh Quảng Nam-Đà Nẵng. Khi mới tách ra, huyện Núi Thành có thị trấn Núi Thành và 13 xã: Tam Anh, Tam Giang, Tam Hải, Tam Hiệp, Tam Hòa, Tam Mỹ, Tam Nghĩa, Tam Quang, Tam Sơn, Tam Thạnh, Tam Tiến, Tam Trà, Tam Xuân.

Ngày 29 tháng 8 năm 1994, chia xã Tam Xuân thành 2 xã: Tam Xuân 1 và Tam Xuân 2.

Từ ngày 26 tháng 11 năm 1996 thuộc tỉnh Quảng Nam.

Ngày 7 tháng 7 năm 2005, chia xã Tam Mỹ thuộc huyện Núi Thành thành xã Tam Mỹ Đông và xã Tam Mỹ Tây; chia xã Tam Anh thuộc huyện Núi Thành thành xã Tam Anh Bắc và xã Tam Anh Nam.

Theo quy hoạch chung đô thị Quảng Nam đến năm 2030 và tầm nhìn đến năm 2050, toàn bộ huyện Núi Thành sẽ được nâng cấp lên thành thị xã Núi Thành, gồm 9 phường: Núi Thành, Tam Anh Bắc, Tam Anh Nam, Tam Giang, Tam Hiệp, Tam Hòa, Tam Mỹ Đông, Tam Nghĩa, Tam Quang và 8 xã: Tam Hải, Tam Mỹ Tây, Tam Sơn, Tam Thạnh, Tam Tiến, Tam Trà, Tam Xuân 1, Tam Xuân 2.