Dưới thời Pháp thuộc, Xuân Lộc là một quận của tỉnh Biên Hòa, quận lị đặt tại làng Xuân Lộc.

Thời Việt Nam Cộng hòa, Xuân Lộc là một quận thuộc tỉnh Long Khánh. Khi đó, xã Xuân Lộc vừa là quận lị quận Xuân Lộc, vừa là tỉnh lị tỉnh Long Khánh.

Sau năm 1975, huyện Xuân Lộc thuộc tỉnh Đồng Nai, gồm thị trấn Xuân Lộc và 14 xã: Xuân Bảo, Xuân Bình, Xuân Định, Xuân Đường, Xuân Hiệp, Xuân Hòa, Xuân Hưng, Xuân Lập, Xuân Phú, Xuân Tâm, Xuân Tân, Xuân Thành, Xuân Thọ, Xuân Trường.

Ngày 8 tháng 12 năm 1982, sáp nhập xã Tân Lập của huyện Châu Thành sang huyện Xuân Lộc cùng tỉnh; thành lập thị trấn nông trường sông Ray trên cơ sở sáp nhập xã Tân Lập và nông trường sông Ray cùng huyện.

Ngày 17 tháng 1 năm 1984, chia xã Xuân Bình thành hai xã lấy tên là xã Xuân Bình và xã Xuân Vinh; chia xã Xuân Tân thành hai xã lấy tên là xã Xuân Tân và xã Xuân Mỹ.

Ngày 14 tháng 5 năm 1986, thành lập 2 xã Xuân Đông và Xuân Tây tại vùng kinh tế mới.

Ngày 12 tháng 2 năm 1987, thành lập xã Xuân Bắc trên cơ sở nông trường Thọ Vực và phân trường 1 Thọ Vực thuộc lâm trường Xuân Lộc.

Cuối năm 1990, huyện Xuân Lộc có 2 thị trấn: Xuân Lộc (huyện lị), nông trường Sông Ray và 19 xã: Xuân Bắc, Xuân Bảo, Xuân Bình, Xuân Định, Xuân Đông, Xuân Đường, Xuân Hiệp, Xuân Hòa, Xuân Hưng, Xuân Lập, Xuân Mỹ, Xuân Phú, Xuân Tâm, Xuân Tân, Xuân Tây, Xuân Thành, Xuân Thọ, Xuân Trường, Xuân Vinh.

Ngày 10 tháng 4 năm 1991, tách thị trấn Xuân Lộc và 6 xã: Xuân Bình, Xuân Đường, Xuân Lập, Xuân Mỹ, Xuân Tân, Xuân Vinh để thành lập huyện Long Khánh, huyện Xuân Lộc còn lại 1 thị trấn nông trường Sông Ray và 13 xã: Xuân Bắc, Xuân Bảo, Xuân Định, Xuân Đông, Xuân Hiệp, Xuân Hòa, Xuân Hưng, Xuân Phú, Xuân Tâm, Xuân Tây, Xuân Thành, Xuân Thọ, Xuân Trường.

Năm 1992, thị trấn nông trường Sông Ray giải thể thành xã Sông Ray.

Ngày 29 tháng 8 năm 1994, thành lập thị trấn Gia Ray - thị trấn huyện lị huyện Xuân Lộc - trên cơ sở điều chỉnh một phần diện tích tự nhiên và dân số của các xã Xuân Trường và Xuân Tâm; chia xã Xuân Bảo thành 2 xã: Xuân Bảo và Bảo Bình; chia xã Xuân Định thành 2 xã: Xuân Định và Bảo Hòa; chia xã Sông Ray thành 3 xã: Sông Ray, Lâm San, Lang Minh; chia xã Xuân Trường thành 2 xã: Xuân Trường và Suối Cao; chia xã Xuân Hiệp thành 2 xã: Xuân Hiệp và Suối Cát.

Đến cuối năm 2002, huyện Xuân Lộc có 1 thị trấn Gia Ray và 20 xã: Bảo Bình, Bảo Hòa, Lâm San, Lang Minh, Sông Ray, Suối Cao, Suối Cát, Xuân Bắc, Xuân Bảo, Xuân Định, Xuân Đông, Xuân Hiệp, Xuân Hòa, Xuân Hưng, Xuân Phú, Xuân Tâm, Xuân Tây, Xuân Thành, Xuân Thọ, Xuân Trường.

Ngày 21 tháng 8 năm 2003, tách 6 xã: Xuân Bảo, Bảo Bình, Xuân Đông, Xuân Tây, Sông Ray, Lâm San để hợp với 7 xã thuộc huyện Long Khánh vừa giải thể thành huyện Cẩm Mỹ.

Như vậy, huyện Xuân Lộc có 14 xã và 1 thị trấn như hiện nay.