Huyện Thạch Thất có 23 đơn vị hành chính cấp xã trực thuộc, bao gồm thị trấn Liên Quan (huyện lỵ) và 22 xã: Bình Phú, Bình Yên, Cẩm Yên, Cần Kiệm, Canh Nậu, Chàng Sơn, Đại Đồng, Dị Nậu, Đồng Trúc, Hạ Bằng, Hương Ngải, Hữu Bằng, Kim Quan, Lại Thượng, Phú Kim, Phùng Xá, Tân Xã, Thạch Hòa, Thạch Xá, Tiến Xuân, Yên Bình, Yên Trung.

Huyện Thạch Thất bao gồm 1 thị trấn và 22 xã với 199 thôn, xóm:

1. Thị trấn Liên Quan gồm 5 tổ dân phố: Chi Quan , Đồng Cam, Phú Tân, Đụn Dương, Khu Phố.

2. Bình Phú gồm 9 thôn: Bình Xá, Thái Hòa, Phú Hòa, Phú Ổ 1, Phú Ổ 2, Phú Ổ 3, Phú Ổ 4, Phú Ổ 5, Phú Ổ 6.

3. Bình Yên gồm 9 thôn: Yên Mỹ, Phúc Tiến, Đồi Sen, Sen Trì, Cánh Chủ, Vân Lôi, Thái Bình, Hoà Lạc, Linh Sơn.

4. Canh Nậu gồm 11 thôn: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11.

5. Cẩm Yên gồm 3 thôn: Cẩm Bào, Kinh Đạ, Yên Lỗ.

6. Cần Kiệm gồm 6 thôn, xóm: Phú Đa 1, Phú Đa 2, Phú Lễ, Yên Lạc 1, Yên Lạc 2, Yên Lạc 3.

7. Chàng Sơn gồm 7 thôn: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.

8. Dị Nậu gồm 6 thôn: Tam Nông 1, Tam Nông 2, Hòa Bình 1, Hòa Bình 2, Đoàn Kết 1, Đoàn Kết 2.

9. Đại Đồng gồm 11 thôn: Thôn Minh Nghĩa, Minh Đức, Ngọc Lâu, Hương Lam, Rộc Đoài, Tây Trong, Hàn Chùa, Đình Rối, Lươn Trong, Lươn Ngoài, Đồng Cầu.

10. Đồng Trúc gồm 9 thôn: Chầm Muộn, Trúc Voi, Đồng Táng, Đồng Kho, Hòa Bình, Chiến Thắng, Khu Ba, Xóm Đông, Khoang Mái.

11. Hạ Bằng gồm 9 thôn: Khoang Mè 1, Khoang Mè 2, Đầm Cầu, Đầm Quán, Giếng Cốc, Mương Ốc, Vực Giang, Gò Mận, Giang Nu.

12. Hương Ngải gồm 9 thôn: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

13. Hữu Bằng (Nủa Chợ) gồm 9 thôn: Si Chợ, Bò, Sen, Bàn Giữa, Đình, Đông, Miễu, Ba Mát, Giếng.

14. Kim Quan gồm 6 thôn: Làng Kim 1, Làng Kim 2, Mơ Nồng,Cốc Trại, Kim Trung,84.

15. Lại Thượng gồm 6 thôn: Ngũ Sơn, Lại Khánh, Lại Thượng, Phú Thụ, Thanh Câu, Hoàng Xá.

16. Phú Kim gồm 5 thôn: Thúy Lai, Phú Nghĩa, Bách Kim, Nội Thôn, Ngoại Thôn.

17. Phùng Xá gồm 4 thôn: Vĩnh Lộc 1, Vĩnh Lộc 2, Vĩnh Lộc 3, Bùng.

18. Tân Xã gồm 9 thôn: Phú Hữu, Cừ Viên, Cầu Giáo, Hương Trung, Cầu Sông, Xóm Mới, Xóm Quán, Xóm Hiệp, Xóm Than.

19. Thạch Hòa gồm 10 thôn: 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11.

20. Thạch Xá gồm 9 thôn: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

21. Tiến Xuân gồm 18: Chùa 1, Chùa 2, Đồng Dâu, Đồng Cao, Miễu 1, Miễu 2, Gò Chói 1, Gò Chói 2, Gò Mè, Bình Sơn, Bãi Dài, Trại Mới 1, Trại Mới 2, Cố Đụng 1, Cố Đụng 2, Quê Vải, Gò Chè, Nhòn.

22. Yên Bình gồm 10 thôn: Tân Bình, Lụa, Vao, Thung Mộ, Thạch Bình, Thuống, Dục, Đình, Cò, Dân Lập

23. Yên Trung gồm 7 thôn: Bối, Luồng, Số, Tơi, Hương, Lặt, Hội.