Huyện Quan Sơn theo Nghị định số 72/NÐ-CP ngày 18 tháng 11 năm 1996 của Chính phủ trên cơ sở tách 9 xã: Trung Thượng, Trung Hạ, Trung Xuân, Sơn Thủy, Sơn Điện, Sơn Hà, Sơn Lư, Tam Lư, Tam Thanh thuộc huyện Quan Hóa.

Ngày 5 tháng 8 năm 1999, thành lập xã Na Mèo trên cơ sở 12.195 ha diện tích tự nhiên và 2.605 nhân khẩu của xã Sơn Thủy; thành lập xã Mường Mìn trên cơ sở 8.190 ha diện tích tự nhiên và 2.115 nhân khẩu của xã Sơn Điện.

Ngày 6 tháng 11 năm 2003, thành lập thị trấn Quan Sơn, thị trấn huyện lỵ huyện Quan Sơn trên cơ sở 579,40 ha diện tích tự nhiên và 2.820 nhân khẩu của xã Sơn Lư.

Ngày 23 tháng 12 năm 2008, thành lập xã Trung Tiến trên cơ sở điều chỉnh 4.405,5 ha diện tích tự nhiên và 2.935 nhân khẩu của xã Trung Thượng.

Ngày 1 tháng 12 năm 2019, sáp nhập xã Sơn Lư và thị trấn Quan Sơn để thành lập thị trấn Sơn Lư.[3]