Lịch sử Phước Mỹ Trung gắn liền với địa danh Ba Vát hay Ba Việt (từ tiếng Khmer là Pears Watt nghĩa là chùa Phật)[3]. Trong tác phẩm Nam kỳ phong tục nhơn vật diễn ca của Nguyễn Liên Phong viết đề cập đến địa danh Chợ Ba Vát hay Ba Việt ở huyện Tân Minh là một trong những ngôi chợ sầm uất, đồng thời là cảng thị nổi tiếng của tỉnh Bến Tre thời bấy giờ.[4] Cảng thị Ba Vát được hình thành từ cuối thế kỷ XVII, phát triển mạnh mẽ trong suốt thế kỷ XVIII cho đến nửa đầu thế kỷ XIX. Nơi đây từng là nơi buôn bán của các thương nhân Việt - Hoa và Nhật Bản với các mặt hàng được buôn bán là đồ gốm sứ và có thể là vôi nung từ vỏ sò.

Trong thời kỳ thịnh vượng, Ba Vát được chính quyền phong kiến chọn làm lỵ sở của huyện Tân Minh. Sách Đại Nam nhất thống chí ghi nhận: Huyện trị Tân Minh chu vi 64 trượng, rào tre. Nguyên trước đặt làm huyện trị Tân An tại địa phận thôn Phước Hạnh xứ Ba Việt, năm Minh Mạng thứ 4 (1823) cải làm phủ trị Hoằng An, năm Tự Đức thứ 4 (1851) dẹp phủ Hoằng An đổi làm huyện Tân Minh.[4][5] Trong sách Gia Định thành thông chí, Trịnh Hoài Đức miêu tả: "Nơi đây phố xá liền lạc, ghe thuyền đậu tiếp tục đến huyện lỵ Tân An. Cách đó 15 dặm rưỡi sông Mỏ Cày cũng có phố xá trù mật". Ba Vát từng là một cảng thị phồn thịnh, là nơi tập trung buôn bán đồ gốm của các lò gốm Việt Nam và Trung Quốc trong các thế kỷ XVII đến XIX. Ba Vát là nơi từng diễn ra trận chiến giữa quân Tây Sơn và quân của Tân Chính Vương Nguyễn Phước Dương vào cuối thế kỷ XVIII (năm Đinh Dậu - 1777) làm cho vùng này suy tàn dần.[4][6] Ngày 18 tháng 10 năm 1777, Tây Sơn Nguyễn Huệ đánh thắng trận tại Ba Vát, Nguyễn Phước Đổng (anh của Nguyễn Ánh), cha con Chưởng cơ Trương Phúc Thận, Lưu Thủ Lượng, Tham mưu Nguyễn Danh Khoáng đều bị giết.

Địa danh Phước Mỹ Trung có từ thời Pháp thuộc, khi đó là tên một làng thuộc tổng Minh Thiện, quận Mỏ Cày, tỉnh Bến Tre. Làng Phước Mỹ Trung được hình thành trên cơ sở sáp nhập hai làng có từ thời Nguyễn là Phước Hạnh và Trung Mỹ.

Đến thời Việt Nam Cộng hòa, các làng được gọi là xã, xã Phước Mỹ Trung ban đầu thuộc quận Mỏ Cày, tỉnh Kiến Hòa (tên gọi lúc bấy giờ của tỉnh Bến Tre). Đến năm 1963, chính quyền tách một phần quận Mỏ Cày để thành lập quận mới Đôn Nhơn, xã Phước Mỹ Trung chuyển sang trực thuộc quận Đôn Nhơn. Quận lỵ Đôn Nhơn đặt tại Ba Vát, thuộc địa bàn xã Phước Mỹ Trung.

Sau năm 1975, quận Đôn Nhơn giải thể, xã Phước Mỹ Trung thuộc huyện Mỏ Cày, tỉnh Bến Tre.

Ngày 9 tháng 2 năm 2009, Chính phủ ban hành Nghị định số 08/NĐ-CP[7]. Theo đó, xã Phước Mỹ Trung chuyển sang trực thuộc huyện Mỏ Cày Bắc mới thành lập và là huyện lỵ huyện Mỏ Cày Bắc.

Tháng 9 năm 2012, xã Phước Mỹ Trung được công nhận là đô thị loại V.[2]