Trước đây dưới thời Việt Nam Cộng hòa, đã từng có quận Tu Mrong (còn viết là Tou Mrong hay Tou Morong). Quận này được thành lập theo Nghị định số 367-BNV/HC/NĐ ngày 8 tháng 7 năm 1958 trên cơ sở tách ra từ quận Đắk Tô (khi đó thường viết là Đak Tô hay Dak To) và bao gồm 4 tổng, 13 xã.

Huyện Tu Mơ Rông được tái lập vào tháng 6 năm 2005 theo Nghị định số 76/2005/NĐ-CP, ngày 09/6/2005 của Chính phủ[1]. Tổng diện tích tự nhiên là 85.718,4 ha, dân số khoảng 25,5 nghìn người và gồm 11 xã với 93 thôn, làng (chính thức có 91 thôn).