Huyện Vân Hồ được thành lập vào ngày 10 tháng 6 năm 2013, theo Nghị quyết số 72/NQ-CP của Chính phủ[1], trên cơ sở điều chỉnh 97.984 ha diện tích tự nhiên và 55.797 nhân khẩu, gồm 14 xã: Chiềng Khoa, Chiềng Xuân, Chiềng Yên, Liên Hòa, Lóng Luông, Mường Chen, Mường Tè, Quang Minh, Song Khủa, Suối Bàng, Tân Xuân, Tô Múa, Vân Hồ, Xuân Nha thuộc huyện Mộc Châu.

Trung tâm hành chính huyện Vân Hồ đặt tại Tiểu khu Sao Đỏ, xã Vân Hồ.