Huyện Tây Hòa được thành lập vào ngày 16 tháng 5 năm 2005 trên cơ sở phần phía tây của huyện Tuy Hòa cũ.[1]

Sau khi thành lập, huyện Tây Hòa có 61.043 ha diện tích tự nhiên và 120.617 nhân khẩu, có 11 đơn vị hành chính trực thuộc, gồm các xã: Hòa Bình 1, Hòa Bình 2, Hòa Phong, Hòa Phú, Hòa Mỹ Tây, Hòa Mỹ Đông, Hòa Đồng, Hòa Tân Tây, Hòa Thịnh, Sơn Thành Đông, Sơn Thành Tây.

Ngày 6 tháng 8 năm 2013, chuyển xã Hòa Bình 2 thành thị trấn Phú Thứ, thị trấn huyện lỵ huyện Tây Hòa.[2].

Huyện Tây Hòa có 1 thị trấn và 10 xã như hiện nay.