Huyện Vạn Ninh trước kia là huyện Quảng Phước thuộc phủ Thái Khang, được thành lập năm Thịnh Đức thứ nhất (1653), đến năm 1690, phủ Thái Khang đổi thành phủ Bình Khang gồm 2 huyện Quảng Phước và Tân Định. Năm Gia Long thứ hai (1803) phủ Bình Khang đổi thành phủ Bình Hòa. Năm Minh Mạng thứ mười hai (1831), phủ Bình Hòa lại đổi thành phủ Ninh Hòa, gồm các tổng: Phước Tường Ngoại, Phước Tường Nội, Phước Thiện, Phước Hà Nội, Phước Hà Ngoại, Phước Khiêm.

Sau khi Pháp xâm lược Việt Nam, Pháp đã mở đường 21, nối liền Buôn Ma Thuột với huyện Tân Định và cảng Hòn Khói, nền kinh tế Tân Định trở nên phồn thịnh. Pháp lại đổi tên huyện Tân Định thành phủ Ninh Hòa, cắt 3 tổng của huyện Quảng Phước là Phước Khiêm, Phước Hà Nội, Phước Hà Ngoại nhập vào phủ Ninh Hòa (thị xã Ninh Hòa ngày nay). Huyện Quảng Phước cũ đổi thành huyện Vạn Ninh ngày nay.

Từ năm 1945 trở về trước, huyện Vạn Ninh có 3 tổng: Phước Tường Nội, Phước Tường Ngoại, Phước Thiện.

Đầu năm 1946, chính quyền Việt Nam Dân chủ Cộng hòa chủ trương thành lập đơn vị hành chính cấp xã, huyện Vạn Ninh thành lập được 8 xã. Phước Thiện có 3 xã: Phước Đông, Phước Trung, Phước Tây; Phước Tường Nội có 3 xã: Đồng Xuân, Đồng Tiến, Đồng Hòa; Phước Tường Ngoại có 2 xã: Liên Hưng, Liên Hiệp.

Đến năm 1956, chính quyền Việt Nam Cộng hòa cắt tổng Phước Thiện nhập vào huyện Ninh Hòa.

Năm 1976, Vạn Ninh và Ninh Hòa hợp nhất thành huyện Khánh Ninh.

Ngày 23 tháng 10 năm 1978, Chính phủ ra Quyết định số 268-CP thành lập thị trấn Vạn Giã thuộc huyện Khánh Ninh.[2]

Năm 1979, Khánh Ninh lại được tách ra làm 2 huyện Ninh Hòa và Vạn Ninh cho đến ngày nay. Huyện Vạn Ninh gồm thị trấn Vạn Giã và 9 xã: Vạn Bình, Vạn Hưng, Vạn Khánh, Vạn Long, Vạn Lương, Vạn Phú, Vạn Phước, Vạn Thắng, Vạn Thạnh.

Ngày 30 tháng 9 năm 1981, chia xã Vạn Phước thành hai xã lấy tên là xã Vạn Phước và xã Vạn Thọ.

Ngày 13 tháng 9 năm 1985, chia xã Vạn Thọ thành hai xã lấy tên là xã Vạn Thọ và xã Đại Lãnh.

Ngày 15 tháng 4 năm 1986, chia xã Vạn Hưng thành hai xã lấy tên là xã Vạn Hưng và xã Xuân Sơn.

Tháng 12 năm 1993, Nghị quyết kỳ họp thứ 4 Quốc hội khóa IX điều chỉnh ranh giới giữa 2 tỉnh Phú Yên và Khánh Hòa, thôn Vũng Rô (thuộc xã Đại Lãnh) được tách ra khỏi huyện Vạn Ninh, tỉnh Khánh Hòa để sáp nhập vào xã Hòa Xuân, huyện Tuy Hòa, tỉnh Phú Yên (nay thuộc xã Hòa Xuân Nam, thị xã Đông Hòa).[3]

Huyện Vạn Ninh có 1 thị trấn và 12 xã như hiện nay.

Ngày 22 tháng 9 năm 2010, thị trấn Vạn Giã được Bộ Xây dựng công nhận là đô thị loại IV.