Huyện Sông Lô được thành lập vào ngày 23 tháng 12 năm 2008 trên cơ sở tách thị trấn Tam Sơn và 16 xã: Bạch Lưu, Cao Phong, Đôn Nhân, Đồng Quế, Đồng Thịnh, Đức Bác, Hải Lựu, Lãng Công, Nhân Đạo, Nhạo Sơn, Như Thụy, Phương Khoan, Quang Yên, Tân Lập, Tứ Yên, Yên Thạch thuộc huyện Lập Thạch.[1]

Sau khi thành lập, huyện có 15.031,77 ha diện tích tự nhiên và 93.984 người với 17 đơn vị hành chính trực thuộc, gồm 1 thị trấn và 16 xã nói trên.