Ngày 8 tháng 9 năm 1891, ba huyện Phù Ninh, Sơn Vi, Thanh Ba thuộc phủ Lâm Thao, tỉnh Sơn Tây được nhập vào tỉnh Hưng Hóa.

Thời kỳ 1903 - 1968, huyện Phù Ninh thuộc tỉnh Phú Thọ. Thời kỳ 1968 - 1996, huyện Phù Ninh thuộc tỉnh Vĩnh Phú.

Ngày 6 tháng 5 năm 1963, sáp nhập ba xã Tiêu Sơn, Vân Đồn và Minh Tiến thuộc huyện Phù Ninh vào huyện Đoan Hùng; sáp nhập hai xã Nhuận Chi và Tiên Phú thuộc huyện Lâm Thao vào huyện Phù Ninh.[1]

Sau năm 1975, huyện Phù Ninh có 26 xã: An Đạo, Bảo Thanh, Bình Bộ, Chân Mộng, Gia Thanh, Hạ Giáp, Hùng Lô, Kim Đức, Liên Hoa, Minh Phú, Phú Hộ, Phú Lộc, Phú Mỹ, Phú Nham, Phù Lỗ, Phù Ninh, Phượng Lâu, Tiên Du, Trạm Thản, Tiên Phú, Trị Quận, Trung Giáp, Tử Đà, Vân Phú, Vĩnh Phú, Vụ Quang.

Theo Quyết định số 178-CP ngày 5 tháng 7 năm 1977 của Hội đồng Chính phủ, huyện Phù Ninh sáp nhập với huyện Lâm Thao thành huyện Phong Châu. Riêng 2 xã Vân Phú, Phượng Lâu sáp nhập vào thành phố Việt Trì và 7 xã Liên Hoa, Phú Mỹ, Trạm Thản, Tiên Phú, Minh Phú, Chân Mộng, Vụ Quang sáp nhập vào huyện Sông Lô mới thành lập.[2]

Ngày 26 tháng 2 năm 1980, thành lập thị trấn Phong Châu, thị trấn huyện lỵ huyện Phong Châu trên cơ sở điều chỉnh một phần diện tích và dân số của các xã Phù Lỗ và Phú Nham.[3]

Ngày 22 tháng 12 năm 1980, chuyển 4 xã Liên Hoa, Phú Mỹ, Trạm Thản, Tiên Phú của huyện Sông Lô vừa giải thể về huyện Phong Châu (riêng 3 xã: Chân Mộng, Minh Phú, Vụ Quang lúc này thuộc huyện Đoan Hùng vừa tái lập).[4]

Ngày 13 tháng 1 năm 1989, sáp nhập xã Phù Lỗ vào thị trấn Phong Châu.

Ngày 6 tháng 11 năm 1996, huyện Phong Châu thuộc tỉnh Phú Thọ vừa tái lập.[5]

Ngày 28 tháng 5 năm 1997, chuyển xã Phú Hộ thành thị trấn Phú Hộ.[6]

Ngày 24 tháng 7 năm 1999, Chính phủ ban hành Nghị định 59/1999/NĐ-CP[7]. Theo đó, chia lại huyện Phong Châu thành hai huyện Lâm Thao và Phù Ninh.

Huyện Phù Ninh có 2 thị trấn: Phong Châu (huyện lỵ), Phú Hộ và 19 xã: An Đạo, Bảo Thanh, Bình Bộ, Gia Thanh, Hạ Giáp, Hùng Lô, Kim Đức, Liên Hoa, Phú Lộc, Phú Mỹ, Phú Nham, Phù Ninh, Tiên Du, Tiên Phú, Trạm Thản, Trị Quận, Trung Giáp, Tử Đà, Vĩnh Phú.

Ngày 1 tháng 4 năm 2003, chuyển thị trấn Phú Hộ về thị xã Phú Thọ quản lý.[8]

Năm 10 tháng 11 năm 2006, chuyển 2 xã Hùng Lô và Kim Đức về thành phố Việt Trì quản lý.[9]

Ngày 19 tháng 1 năm 2009, thành lập xã Lệ Mỹ trên cơ sở điều chỉnh một phần diện tích và dân số của xã Phú Mỹ.[10]

Ngày 1 tháng 1 năm 2020, sáp nhập 3 xã Vĩnh Phú, Bình Bộ, Tử Đà thành xã Bình Phú.[11]

Huyện Phù Ninh có 1 thị trấn và 16 xã như hiện nay.