Huyện Đắk Đoa trước là một phần của huyện Mang Yang.

Huyện Đak Đoa được thành lập theo Nghị định số 37/2000/NĐ-CP ngày 21 tháng 8 năm 2000, Chính phủ Việt Nam quyết định tách huyện Mang Yang cũ thành hai, nửa phía Tây Bắc thành lập huyện mới mang tên Đak Đoa, nửa còn lại giữ nguyên tên gọi cũ.

Khi mới thành lập, huyện có thị trấn Đak Đoa và 14 xã: A Dơk, Đak Sơ Mei, Glar, Hà Bầu, Hà Đông, Hải Yang, Hneng, Ia Băng, Ia Pết, Kdang, Kon Gang, Nam Yang, Tân Bình, Trang.

Ngày 16 tháng 2 năm 2005, thành lập xã Đak Krong trên cơ sở 3.300 ha diện tích tự nhiên và 3.782 người của xã Đak Sơ Mei.

Ngày 21 tháng 4 năm 2006, thành lập xã Hnol trên cơ sở 4.685 ha diện tích tự nhiên và 2.211 nhân khẩu của xã Trang.

Ngày 29 tháng 12 năm 2013, Chính phủ ra nghị quyết số 139/NQ-CP điều chỉnh 2.556,56 ha diện tích tự nhiên và 2.170 người của xã Kon Gang vào xã Hneng; điều chỉnh 1.217,21 ha diện tích tự nhiên, 4.223 người của xã Hneng và 369,05 ha diện tích tự nhiên, 1.492 người của xã Glar vào thị trấn Đak Đoa.