Trong cổ sử

Từ thời Hùng Vương - An Dương Vương, vùng Quảng Trị ngày nay được cho là thuộc lãnh địa bộ Việt Thường của Nhà nước Văn Lang - Âu Lạc. Đầu Nhà Hán thuộc (từ năm 111 trước Công Nguyên đến năm 192), Quảng Trị thuộc đất quận Nhật Nam. Cuối thế kỷ 2, nhân triều đình nhà Hán sụp đổ, Trung Quốc rơi vào tình trạng loạn lạc, cát cứ, một chính quyền bản xứ của quận Nhật Nam và xứ Tượng Lâm đã được hình thành, lập nên vương quốc Lâm Ấp. Lãnh thổ của Lâm Ấp được phỏng đoán tương ứng với vùng từ đèo Hải Vân đến đèo Ngang ngày nay, tức bao gồm cả vùng Quảng Trị.

Thời Lý

Tuy mãi đến thế kỷ 10 mới giành lại được độc lập, nhưng các chính quyền của nhà nước Đại Việt nhanh chóng phát triển về mọi mặt và luôn tìm cách phát triển lãnh thổ để giành lấy không gian sinh tồn trước sự uy hiếp của Trung Quốc ở phía Bắc và Chăm Pa (hậu thân của Lâm Ấp) ở phía Nam. Sự phát triển nhanh chóng của Đại Việt là mối lo ngại cho Chăm Pa cũng như tham vọng của nhà Tống. Để loại trừ mọi uy hiếp ở phía Nam và phá tan âm mưu của nhà Tống câu kết với Chăm Pa đánh phá Đại Việt, năm 1069 vua Lý Thánh Tông thân chinh thống lĩnh 5 vạn quân cùng Lý Thường Kiệt đi tiên phong đánh thẳng vào kinh đô Chà Bàn, bắt được vua Chăm Pa là Rudravarman III (sử Việt chép tên là Chế Củ) đưa về Thăng Long.

Để chuộc tội, Chế Củ xin dâng 3 châu: Bố Chính, Địa Lý và Ma Linh cho Đại Việt. Vua Lý Thánh Tông nhận 3 châu đó rồi tha cho Chế Củ về nước. Ông cho đổi châu Địa Lý thành châu Lâm Bình, châu Ma Linh thành châu Minh Linh. Địa bàn của châu Minh Linh được phỏng đoán tương ứng với vùng đất từ Cửa Việt trở ra phía bắc Quảng Trị ngày nay, gồm các huyện Gio Linh, Cam Lộ, Đa Krông, một phần đất của thành phố Đông Hà, các huyện Hướng Hóa và Vĩnh Linh hiện nay.

Thời Trần

Một trong những sự kiện lịch sử đáng nhớ của Quảng Trị xảy ra vào thời nhà Trần. Năm 1306, vua Chăm Pa là Jaya Sinhavarman III (sử Việt chép là Chế Mân) dâng biểu cầu hôn lên vua Trần Anh Tông xin cưới Công chúa Huyền Trân và dâng 2 châu Ô và Lý (Rí) làm vật sính lễ. Vua Trần bằng lòng gả công chúa Huyền Trân cho Chế Mân và nhận hai châu Ô, Rí. Năm 1309, nhà Trần đổi châu Ô thành Thuận Châu, châu Rí thành Hóa Châu. Địa bàn Thuận Châu tương ứng với vùng đất từ sông Hiếu - Cửa Việt trở vào phía Nam Quảng Trị ngày nay, trong đó có các huyện Hải Lăng, Triệu Phong, thị xã Quảng Trị và một phần đất thành phố Đông Hà hiện nay.

Thời kỳ Nam tiến

Từ đó cho đến khi người Việt hoàn thành công cuộc Nam tiến, dù có vài lần Chăm Pa chiếm lại được quyền kiểm soát, nhưng chung quy người Việt vẫn làm chủ được vùng này. Đặc biệt từ sau năm 1558, khi Nguyễn Hoàng được vua Lê Anh Tông sai vào trấn thủ Thuận Hóa, đóng Dinh Cát ở Ái Tử, các chúa Nguyễn đã áp dụng những chính sách di dân cũng như cho phép người nước ngoài nhập cư vào Đàng Trong, đặc biệt là người Hoa, nhằm làm tăng nhanh dân số cũng như tiềm lực kinh tế để làm cơ sở tranh hùng với các chúa Trịnh ở Đàng Ngoài.

Thời nhà Nguyễn

Trong suốt gần 300 năm, vùng đất Quảng Trị tồn tại với tên gọi Cựu dinh thuộc vào trấn Thuận Hóa. Mãi đến sau khi Gia Long lên ngôi năm 1802, đã đặt lại Cựu dinh thành dinh Quảng Trị, bao gồm các huyện Hải Lăng, Đặng Xương (tên cũ là Vũ Xương), Minh Linh và đạo Cam Lộ. Năm 1806, Quảng Trị trở thành dinh trực lệ kinh sư Huế. Năm 1822, đặt châu Hướng Hóa lệ thuộc đạo Cam Lộ. Đến năm 1827, dinh Quảng Trị nâng lên thành trấn Quảng Trị. Năm 1832, trấn Quảng Trị đổi thành tỉnh Quảng Trị. Năm 1853, tỉnh Quảng Trị hợp nhất với phủ Thừa Thiên thành đạo Quảng Trị. Tới năm 1876, tỉnh Quảng Trị được tái lập.

Thời Pháp thuộc

Sau khi nắm được quyền kiểm soát Đông Dương, ngày 3 tháng 5 năm 1890, Toàn quyền Đông Dương Jules Georges Piquet ra Nghị định hợp Quảng Trị với tỉnh Quảng Bình thành tỉnh Bình Trị. Ngày 23 tháng 1 năm 1896, Toàn quyền Paul Armand Rousseau ra Nghị định rút Quảng Trị ra khỏi địa hạt thuộc quyền Công sứ Đồng Hới, cùng Thừa Thiên dưới quyền Công sứ Trung Kỳ, đặt một phó Công sứ đại diện cho Khâm sứ ở Quảng Trị. Đến năm 1900, Toàn quyền Paul Doumer ra Nghị định tách Quảng Trị ra khỏi Thừa Thiên lập thành một tỉnh riêng biệt gồm 4 phủ: Triệu Phong (Thuận Xương cũ), Hải Lăng, Vĩnh Linh (Chiêu Linh cũ) Cam Lộ và huyện Gio Linh. Ngày 17 tháng 2 năm 1906, Toàn quyền Paul Beau ra Nghị định thành lập thị xã Quảng Trị và đặt làm tỉnh lỵ.

Việt Nam Cộng hòa

Sau Hiệp định Genève, 1954, sông Bến Hải được chọn làm giới tuyến quân sự tạm thời, tỉnh Quảng Trị tạm thời chia làm hai vùng: Vùng bờ nam sông Bến Hải là tỉnh Quảng Trị, gồm các huyện: Hải Lăng, Triệu Phong, Cam Lộ, Gio Linh, Hướng Hóa, xã Vĩnh Liêm và một phần của xã Vĩnh Sơn (Vĩnh Linh), thị xã Quảng Trị, do chính quyền Việt Nam Cộng hòa quản lý; hơn 3/4 địa bàn và dân cư của huyện Vĩnh Linh ở phía Bắc vĩ tuyến 17 (sông Bến Hải) do Nhà nước Việt Nam Dân chủ Cộng hòa quản lý, được thành lập đặc khu. Đặc khu Vĩnh Linh tương đương đơn vị hành chính cấp tỉnh, trực thuộc Trung ương.

Sau giải phóng

Bình Trị Thiên

Sau khi Sài Gòn thất thủ, tỉnh Quảng Trị và đặc khu Vĩnh Linh được Cộng hòa Miền Nam Việt Nam tiếp quản. Từ tháng 3 năm 1976, thực hiện Quyết định của Quốc hội nước Cộng hòa Xã hội Chủ nghĩa Việt Nam, Quảng Trị cùng hai tỉnh Quảng Bình, Thừa Thiên và đặc khu Vĩnh Linh hợp nhất thành tỉnh mới là Bình Trị Thiên. Ngày 11 tháng 3 năm 1977, hợp nhất 3 huyện Vĩnh Linh, Gio Linh và Cam Lộ thành huyện Bến Hải; hợp nhất 2 huyện Triệu Phong và Hải Lăng thành huyện Triệu Hải.

Tái lập tỉnh

Tháng 7 năm 1989, Quốc hội nước Cộng hòa Xã hội Chủ nghĩa Việt Nam (khóa VIII, kỳ họp thứ 5) quyết định chia tỉnh Bình Trị Thiên thành 3 tỉnh: Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên-Huế.

Ngày 1 tháng 7 năm 1989, tỉnh Quảng Trị được tái lập, gồm thị xã Đông Hà (tỉnh lị) và 3 huyện: Bến Hải, Hướng Hóa, Triệu Hải.

Từ năm 1990, có sự thay đổi về địa giới và tên gọi một số huyện, thị xã như sau: chia lại uyện Bến Hải thành 2 huyện: Vĩnh Linh, Gio Linh; chia lại huyện Triệu Hải 2 huyện: Hải Lăng, Triệu Phong và thị xã Quảng Trị.

Ngày 19 tháng 10 năm 1991, tái lập lập huyện Cam Lộ từ một số xã của thị xã Đông Hà.[7]

Ngày 17 tháng 12 năm 1996, huyện Đa Krông được thành lập trên cơ sở tách 10 xã thuộc huyện Hướng Hóa và 3 xã thuộc huyện Triệu Phong.[8]

Ngày 1 tháng 10 năm 2004, thành lập huyện đảo Cồn Cỏ trên cơ sở đảo Cồn Cỏ thuộc xã Vĩnh Quang, huyện Vĩnh Linh.[9]

Ngày 11 tháng 8 năm 2009, chuyển thị xã Đông Hà thành thành phố Đông Hà.[10]

Từ đó, tỉnh Quảng Trị có 10 đơn vị hành chính cấp huyện, thị xã (trong đó có 7 huyện, 1 thị xã, 1 thành phố), có 125 xã, phường và thị trấn.