Ân Thi thời Hùng Vương thuộc bộ Dương Tuyền. Sau là huyện Thiên Thi thuộc lộ Khoái Châu xứ Sơn Nam rồi Sơn Nam Thượng.

Trước kia, dọc đường 38 địa phận xã Tân Phúc có dấu vết Thánh Gióng đánh giặc Ân trong truyền thuyết là các ao nhỏ (vết chân ngựa) và những bụi tre ngà (vũ khí) liên tiếp trên cánh đồng.

Năm Minh Mệnh thứ 12 (1831), tỉnh Hưng Yên được thành lập, Thiên Thi trở thành một huyện của tỉnh Hưng Yên.

Năm Tự Đức thứ 15 (1862), đổi tên các huyện để tránh chữ Thiên thuộc diện các chữ tôn kính, chẳng hạn như huyện Thiên Bản đổi thành Vụ Bản (nay thuộc Nam Định), huyện Thiên Lộc đổi thành Can Lộc (nay thuộc Hà Tĩnh), vua ra lệnh đổi huyện Thiên Thi thành huyện Ân Thi.

Ngày 25 tháng 2 năm 1890, Toàn quyền Đông Dương ra Nghị định thành lập đạo Bãi Sậy. Một số xã của huyện Ân Thi được cắt sang đạo Bãi Sậy.

Năm 1891, bãi bỏ đạo Bãi Sậy, trả lại các xã đã cắt sang về huyện Ân Thi.

Năm 1968, tỉnh Hải Dương và tỉnh Hưng Yên hợp nhất thành tỉnh Hải Hưng, huyện Ân Thi thuộc tỉnh Hải Hưng.

Năm 1979, hợp nhất huyện Kim Động và huyện Ân Thi thành một huyện lấy tên là huyện Kim Thi.

Năm 1982, sáp nhập các xã Hiến Nam và Lam Sơn của huyện Kim Thi vào thị xã Hưng Yên (nay là thành phố Hưng Yên).

Ngày 23/3/1996, chia huyện Kim Thi thành hai huyện như cũ và thành lập thị trấn Ân Thi trên cơ sở xã Thổ Hoàng cũ. Cũng năm đó, tỉnh Hưng Yên được tái lập, huyện Ân Thi lại thuộc tỉnh Hưng Yên.

Từ đó huyện Ân Thi có 1 thị trấn và 20 xã cho đến nay.