Huyện Đầm Hà được thành lập vào ngày 28 tháng 1 năm 1946[1], khi đó thuộc tỉnh Hải Ninh cũ.

Tháng 10 năm 1963, tỉnh Hải Ninh sáp nhập với khu Hồng Quảng thành tỉnh Quảng Ninh, huyện Đầm Hà thuộc tỉnh Quảng Ninh.

Huyện Đầm Hà có thị trấn Đầm Hà và 9 xã: Dực Yên, Đại Bình, Đầm Hà, Đầm Hà Động, Mộc Bài, Nà Pá, Thanh Y, Tân Bình, Tân Lập.

Ngày 4 tháng 6 năm 1969, huyện Đầm Hà sáp nhập với huyện Hà Cối thành huyện Quảng Hà.

Ngày 16 tháng 1 năm 1979, Hội đồng Chính phủ ban hành Quyết định 17-CP[2]. Theo đó:

• Đổi tên xã Mộc Bài thành xã Quảng Tân
• Đổi tên xã Nà Pá thành xã Quảng An
• Đổi tên xã Thanh Y thành xã Quảng Lâm
• Đổi tên xã Đầm Hà Động thành xã Quảng Lợi.

Ngày 10 tháng 9 năm 1981, giải thể xã Tân Lập, địa bàn sáp nhập vào xã Đầm Hà và xã Đại Bình; sáp nhập thị trấn Đầm Hà vào xã Đầm Hà.[3]

Ngày 28 tháng 5 năm 1991, tái lập thị trấn Đầm Hà.

Ngày 29 tháng 8 năm 2001, Chính phủ ban hành Nghị định 59/2001/NĐ-CP[4]. Theo đó, chia huyện Quảng Hà thành hai huyện Hải Hà và Đầm Hà.

Khi vừa tái lập, huyện Đầm Hà có thị trấn Đầm Hà và 8 xã: Đại Bình, Đầm Hà, Dực Yên, Quảng An, Quảng Lâm, Quảng Lợi, Quảng Tân, Tân Bình.

Ngày 12 tháng 6 tháng 2006, Chính phủ ban hành Nghị quyết số 58/NĐ-CP[5]. Theo đó:

• Tái lập xã Tân Lập trên cơ sở điều chỉnh một phần diện tích và dân số của các xã Đại Bình và Đầm Hà
• Điều chỉnh địa giới hành chinh các xã Đầm Hà, Quảng Tân và Tân Bình để mở rộng thị trấn Đầm Hà.

Ngày 1 tháng 1 năm 2020, sáp nhập xã Quảng Lợi vào xã Quảng Tân.[6]

Huyện Đầm Hà có 1 thị trấn và 8 xã như hiện nay.