Dưới thời Pháp thuộc, huyện Phú Giáo ngày nay là một phần quận Tân Uyên, tỉnh Biên Hòa.

Năm 1959, chính quyền Việt Nam Cộng hòa thành lập tỉnh Phước Thành từ phần đất của quận Tân Uyên, tỉnh Biên Hòa, và một phần các tỉnh Bình Dương, Phước Long, Long Khánh. Tỉnh lỵ tỉnh Phước Thành đặt tại Phước Vĩnh. Lúc này Phú Giáo trở thành một quận của tỉnh Phước Thành, quận lỵ đặt tại Bố Lá (nay thuộc xã Phước Hòa).

Năm 1965, tỉnh Phước Thành bị giải thể, quận Phú Giáo được sáp nhập vào tỉnh Bình Dương.

Tháng 2 năm 1976, 3 tỉnh Bình Dương, Bình Long, Phước Long hợp nhất thành tỉnh Sông Bé, huyện Phú Giáo thuộc tỉnh Sông Bé.

Ngày 11 tháng 3 năm 1977, huyện Phú Giáo hợp nhất với huyện Đồng Xoài thành huyện Đồng Phú.

Ngày 1 tháng 1 năm 1997, tỉnh Bình Dương được tái lập từ tỉnh Sông Bé. Đồng thời, thị trấn Phước Vĩnh và 5 xã: An Bình, An Linh, Phước Sang, Tân Hiệp, Vĩnh Hòa được chuyển từ huyện Đồng Phú về huyện Tân Uyên, tỉnh Bình Dương.

Ngày 23 tháng 7 năm 1999, huyện Phú Giáo được tái lập từ huyện Tân Uyên, gồm 8 xã: Vĩnh Hòa, An Bình, An Linh, Tân Hiệp, Phước Sang, Phước Hòa, An Long, Tân Long và thị trấn Phước Vĩnh.[1]

Ngày 10 tháng 12 năm 2003, thành lập xã Tam Lập thuộc huyện Phú Giáo trên cơ sở 12.057 ha diện tích tự nhiên và 2.119 nhân khẩu của xã Vĩnh Hòa.[2]

Ngày 17 tháng 11 năm 2004, thành lập xã An Thái thuộc huyện Phú Giáo trên cơ sở 6.471 ha diện tích tự nhiên và 3.794 nhân khẩu của xã An Linh.

Như vậy, huyện Phú Giáo có 1 thị trấn và 10 xã như hiện nay[3]