Toàn bộ Đông Hưng ngày nay, thời Bắc thuộc, trước thế kỷ 10, thuộc hương Đa Cương, đến nhà Hậu Lê thuộc trấn Sơn Nam Hạ. Huyện Đông Hưng ngày nay là hợp nhất của hai huyện Tiên Hưng và Đông Quan.

Huyện Đông Quan nằm ở khoảng phía Đông huyện Đông Hưng ngày nay. Từ cổ đến thời thuộc nhà Minh, huyện Đông Quan gọi là Cổ Lan, từ thời nhà Hậu Lê đến nhà Nguyễn đổi tên thành huyện Đông Quan và thuộc phủ Thái Ninh (tên phủ này thời nhà Lý là hương Thái Bình, nhà Trần gọi là lộ An Tiêm, nhà Hậu Lê gọi là phủ Thái Bình, nhà Tây Sơn gọi là phủ Thái Ninh, đầu nhà Nguyễn gọi là phủ Thái Bình sau đổi là Thái Ninh). Các năm 1832-1890, phủ Thái Bình thuộc tỉnh Nam Định, sau đó mới thuộc tỉnh Thái Bình. Lỵ sở của phủ Thái Bình, vào thời nhà Hậu Lê, lúc đầu là ở xã Đông Động huyện Đông Quan sau chuyển về Cát Đàm.[4]

Huyện Tiên Hưng nằm ở khoảng phía tây huyện Đông Hưng ngày nay. Huyện Tiên Hưng trước có tên là huyện Thần Khê, thuộc phủ Tiên Hưng (tên phủ này thời nhà Trần gọi là phủ Long Hưng, nhà Hồ và Hậu Lê gọi là phủ Tân Hưng, thời thuộc Minh trước nhà Lê gọi là Trấn Man, nhà Nguyễn gọi là Tiên Hưng). Các năm 1832 - 1890, huyện Thần Khê (tức là huyện Tiên Hưng sau này) thuộc phủ Tiên Hưng tỉnh Hưng Yên. Năm 1890 - 1894, huyện Thần Khê thuộc phủ Thái Bình tỉnh Thái Bình, Sau đó, thuộc phủ Tiên Hưng tỉnh Thái Bình cho đến khi bỏ cấp phủ thì lấy tên phủ làm tên huyện.[5]

Trước khi hợp nhất:

• Huyện Đông Quan có 25 xã: Đông Á, Đông Các, Đông Cường, Đông Động, Đông Dương, Đông Giang, Đông Hà, Đông Hòa, Đông Hoàng, Đông Hợp, Đông Huy, Đông Kinh, Đông La, Đông Lĩnh, Đông Mỹ, Đông Phong, Đông Phương, Đông Quang, Đông Sơn, Đông Tân, Đông Thọ, Đông Vinh, Đông Xá, Đông Xuân, Hoàng Diệu.
• Huyện Tiên Hưng có 27 xã: An Châu, Bắc Sơn, Bạch Đằng, Chi Lăng, Chương Dương, Đô Lương, Đông Đô, Đồng Phú, Hòa Bình, Hoa Lư, Hoa Nam, Hồng Châu, Hồng Giang, Hồng Việt, Hợp Tiến, Liên Giang, Lô Giang, Mê Linh, Minh Châu, Minh Tân, Nguyên Xá, Phong Châu, Phú Châu, Phú Lương, Tây Đô, Thăng Long, Trọng Quan.

Ngày 17 tháng 6 năm 1969, chuyển 5 xã: Bắc Sơn, Đông Đô, Tây Đô, Hòa Bình, Chi Lăng thuộc huyện Tiên Hưng về huyện Hưng Hà quản lý; hợp nhất 2 huyện Đông Quan và Tiên Hưng thành huyện Đông Hưng.

Sau khi thành lập, huyện Đông Hưng có 47 xã: An Châu, Bạch Đằng, Chương Dương, Đô Lương, Đông Á, Đông Các, Đông Cường, Đông Động, Đông Dương, Đông Giang, Đông Hà, Đông Hòa, Đông Hoàng, Đông Hợp, Đông Huy, Đông Kinh, Đông La, Đông Lĩnh Đông Mỹ, Đông Phong, Đồng Phú, Đông Phương, Đông Quang, Đông Sơn, Đông Tân, Đông Thọ, Đông Vinh, Đông Xá, Đông Xuân, Hoa Lư, Hoa Nam, Hoàng Diệu, Hồng Châu, Hồng Giang, Hồng Việt, Hợp Tiến, Liên Giang, Lô Giang, Mê Linh, Minh Châu, Minh Tân, Nguyên Xá, Phong Châu, Phú Châu, Phú Lương, Thăng Long, Trọng Quan.

Ngày 20 tháng 3 năm 1986, chuyển 2 xã Đông Hòa và Hoàng Diệu về thị xã Thái Bình quản lý.

Ngày 2 tháng 12 năm 1986, thành lập thị trấn Đông Hưng, thị trấn huyện lỵ huyện Đông Hưng trên cơ sở 52,95 ha diện tích tự nhiên và 2.700 người của xã Đông Hợp; 9,10 ha diện tích tự nhiên và 187 người của xã Đông La; 2,42 ha diện tích tự nhiên và 281 người của xã Nguyên Xá.

Ngày 13 tháng 12 năm 2007, chuyển 2 xã Đông Thọ và Đông Mỹ về thành phố Thái Bình quản lý.[6]

Ngày 11 tháng 2 năm 2020, sáp nhập 3 xã: Đông Phong, Đông Huy, Đông Lĩnh thành xã Đông Quan; sáp nhập 2 xã Hoa Nam và Hoa Lư thành xã Liên Hoa; sáp nhập 2 xã Hồng Châu và Bạch Đằng thành xã Hồng Bạch; sáp nhập 2 xã Minh Châu và Đồng Phú thành xã Minh Phú; sáp nhập 2 xã Đông Hà và Đông Giang thành xã Hà Giang.[7]

Huyện Đông Hưng có 1 thị trấn và 37 xã như hiện nay.