Trước năm 2005, địa bàn huyện Phú Ninh ngày nay thuộc thị xã Tam Kỳ cũ.

Ngày 5 tháng 1 năm 2005, Chính phủ ban hành Nghị định 01/2005/NĐ-CP[1]. Theo đó, thành lập huyện Phú Ninh trên cơ sở tách toàn bộ diện tích và dân số của 10 xã: Tam An, Tam Đại, Tam Dân, Tam Đàn, Tam Lãnh, Tam Lộc, Tam Phước, Tam Thái, Tam Thành, Tam Vinh thuộc thị xã Tam Kỳ.

Khi mới thành lập, huyện có 10 xã nói trên. Huyện lỵ đặt tại xã Tam Vinh.

Ngày 21 tháng 12 năm 2009, thành lập thị trấn Phú Thịnh, thị trấn huyện lỵ huyện Phú Ninh trên cơ sở điều chỉnh 648 ha diện tích tự nhiên và 4.793 người của xã Tam Vinh.[2]

Huyện Phú Ninh có 1 thị trấn và 10 xã như hiện nay.