Năm 1926, thực dân Pháp thành lập quận Lái Thiêu thuộc tỉnh Thủ Dầu Một.

Năm 1956, chính quyền Việt Nam Cộng hòa chia tỉnh Thủ Dầu Một thành 3 tỉnh Bình Dương, Bình Long và Phước Long. Quận Lái Thiêu thuộc tỉnh Bình Dương, gồm 1 tổng Bình Chánh với 11 xã: Tân Thới, Phú Long, Vĩnh Phú, Bình Nhâm, Bình Hòa, An Phú, Hưng Định, An Thạnh, An Sơn, Thuận Giao, Bình Chuẩn; quận lỵ đặt tại xã Tân Thới.

Về phía chính quyền Mặt trận Dân tộc Giải phóng miền Nam Việt Nam, huyện Lái Thiêu vẫn thuộc tỉnh Thủ Dầu Một cho đến năm 1975 (tỉnh Thủ Dầu Một lúc này có địa giới gần tương ứng với tỉnh Bình Dương của chính quyền Việt Nam Cộng hòa).

Từ năm 1976 đến nay

Từ năm 1976, tỉnh Thủ Dầu Một hợp nhất với 2 tỉnh Bình Long và Phước Long và 3 xã An Bình, Bình An, Đông Hòa thuộc huyện Thủ Đức thành tỉnh Sông Bé. Lúc này huyện Lái Thiêu thuộc tỉnh Sông Bé.

Ngày 11 tháng 3 năm 1977, Chính phủ Việt Nam ban hành Nghị quyết số 55-CP hợp nhất huyện Lái Thiêu với huyện Dĩ An thành huyện Thuận An thuộc tỉnh Sông Bé[4].

Khi hợp nhất, huyện Thuận An có 14 xã: An Bình, An Phú, An Sơn, An Thạnh, Bình An, Bình Chuẩn, Bình Hòa, Đông Hòa, Hưng Định, Lái Thiêu, Tân Bình, Tân Đông Hiệp, Thuận Giao, Vĩnh Phú.

Ngày 29 tháng 8 năm 1994, chuyển xã An Bình thành thị trấn Dĩ An, chuyển xã An Thạnh thành thị trấn An Thạnh, chia xã Lái Thiêu thành thị trấn Lái Thiêu và xã Bình Nhâm.

Ngày 6 tháng 11 năm 1996, tỉnh Sông Bé tách thành 2 tỉnh Bình Dương và Bình Phước, huyện Thuận An trực thuộc tỉnh Bình Dương.

Đến cuối năm 1998, huyện Thuận An có 3 thị trấn: Lái Thiêu (huyện lỵ), An Thạnh, Dĩ An và 12 xã: An Phú, An Sơn, Bình An, Bình Chuẩn, Bình Hòa, Bình Nhâm, Đông Hòa, Hưng Định, Tân Bình, Tân Đông Hiệp, Thuận Giao, Vĩnh Phú.

Ngày 23 tháng 7 năm 1999, Chính phủ ban hành Nghị định số 58/1999/NĐ-CP, chia tách huyện Thuận An thành huyện Thuận An và huyện Dĩ An[5]. Huyện Thuận An với 10 đơn vị hành chính gồm 8 xã: Vĩnh Phú, Bình Hòa, Thuận Giao, Bình Chuẩn, An Phú, Bình Nhâm, Hưng Định, An Sơn và 2 thị trấn: Lái Thiêu, An Thạnh, 56 khu phố (ấp) với dân số là 108.505 người. Địa giới huyện Thuận An lúc này trùng với huyện Lái Thiêu trước đây.

Ngày 13 tháng 1 năm 2011, theo Nghị quyết số 04/NQ-CP của Chính phủ, thị xã Thuận An được thành lập với diện tích tự nhiên 84,26 km², dân số 382.034 người. Đồng thời chuyển 2 thị trấn Lái Thiêu, An Thạnh và 5 xã Vĩnh Phú, Bình Hòa, Thuận Giao, An Phú, Bình Chuẩn thành 7 phường có tên tương ứng[1]. Thị xã Thuận An gồm 7 phường và 3 xã.

Ngày 29 tháng 12 năm 2013, theo Nghị quyết số 136/NQ-CP của Chính phủ, chuyển 2 xã Bình Nhâm và Hưng Định thành 2 phường có tên tương ứng[6]. Thị xã Thuận An gồm 9 phường và 1 xã.

Ngày 27 tháng 4 năm 2017, thị xã Thuận An được công nhận là đô thị loại III thuộc tỉnh Bình Dương.

Ngày 10 tháng 1 năm 2020, Ủy ban Thường vụ Quốc hội thông qua Nghị quyết số 857/NQ-UBTVQH14, thành lập thành phố Thuận An thuộc tỉnh Bình Dương trên cơ sở toàn bộ diện tích và dân số của thị xã Thuận An.[2]