Huyện Sóc Sơn được thành lập trên cơ sở sáp nhập hai huyện Đa Phúc và Kim Anh thuộc tỉnh Vĩnh Phú (nay đã tách thành hai tỉnh Vĩnh Phúc và Phú Thọ) cùng với thị trấn Xuân Hòa thuộc tỉnh theo Quyết định số 178/QĐ ngày 5 tháng 7 năm 1977 của Hội đồng Chính phủ Việt Nam. Khi ấy huyện Sóc Sơn vẫn thuộc tỉnh Vĩnh Phú, gồm thị trấn Xuân Hòa và 29 xã: Bắc Phú, Bắc Sơn, Cao Minh, Đông Xuân, Đức Hòa, Hiền Ninh, Hồng Kỳ, Kim Lũ, Mai Đình, Minh Phú, Minh Trí, Nam Sơn, Nam Viêm, Ngọc Thanh, Phú Cường, Phù Linh, Phù Lỗ, Phú Minh, Phúc Thắng, Quang Tiến, Tân Dân, Tân Hưng, Tân Minh, Thanh Xuân, Tiên Dược, Trung Giã, Việt Long, Xuân Giang, Xuân Thu.

Ngày 29 tháng 12 năm 1978, huyện Sóc Sơn được chuyển về Hà Nội.[5]

Ngày 17 tháng 2 năm 1979, chuyển thị trấn Xuân Hòa và 4 xã Ngọc Thanh, Cao Minh, Nam Viêm, Phúc Thắng về huyện Mê Linh quản lý (nay 5 đơn vị hành chính này thuộc thành phố Phúc Yên của tỉnh Vĩnh Phúc).[6]. Huyện Sóc Sơn còn lại 25 xã: Bắc Phú, Bắc Sơn, Đông Xuân, Đức Hòa, Hiền Ninh, Hồng Kỳ, Kim Lũ, Mai Đình, Minh Phú, Minh Trí, Nam Sơn, Phú Cường, Phù Linh, Phù Lỗ, Phú Minh, Quang Tiến, Tân Dân, Tân Hưng, Tân Minh, Thanh Xuân, Tiên Dược, Trung Giã, Việt Long, Xuân Giang, Xuân Thu.

Ngày 3 tháng 3 năm 1987, thành lập thị trấn Sóc Sơn, gồm 54 ha diện tích tự nhiên với 335 người của xã Phù Linh và 26 ha diện tích tự nhiên với 284 người của xã Tiên Dược.[7] Như vậy, huyện Sóc Sơn có 1 thị trấn và 25 xã, giữ ổn định cho đến nay.

Trong lịch sử phong kiến, vùng đất Sóc Sơn ngày nay xưa là khu vực nằm giữa 2 cố đô xưa Phong Châu và Cổ Loa thuộc cương vực Hà Nội thời tiền Thăng Long, nổi tiếng bởi sự tích Thánh Gióng về trời tại núi Sóc. Sau thời kỳ bắc thuộc đến thời kỳ các triều đại phong kiến tự chủ Việt Nam, khu vực này 1 phần thuộc trấn, phủ Thái Nguyên. Đến thời Pháp thuộc, vùng đất này lại thuộc tỉnh Phù Lỗ, bao gồm cả Vĩnh Phúc ngày nay.