danh xưng huyện thay đổi qua nhiều thời kỳ lịch sử. Thời Đinh – Tiền Lê gọi là giáp Cổ Hoằng; thời Lý – Trần gọi là Cổ Đằng; thời nhà Hồ đổi là huyện Cổ Linh; thời thuộc Minh lại gọi là huyện Cổ Đằng. Đến thời Lê Thánh Tông, niên hiệu Hồng Đức thứ I (1469) đổi là huyện Hoằng Hóa. Thời Gia Long (đầu thế kỷ XIX), Hoằng Hóa có 7 tổng gồm: Lỗ Đô (sau đổi thành Lỗ Hương), Dương Sơn, Từ Minh (sau đổi là Từ Quang), Bút Sơn, Hành Vĩ, Bái Cầu (sau đổi là Bái Trạch), Kim Xuyết (sau đổi là Ngọc Chuế). Dưới triều Minh Mạng thứ 19 (1838), một trong những số làng thuộc tổng Dương Sơn được cắt ra cùng với một trong những số làng thuộc tổng Đại Ly ở huyện Hậu Lộc hợp thành tổng Dương Thủy và lập nên huyện Mỹ Hóa gồm 3 tổng là Lỗ Đô, Dương Sơn, Dương Thủy do huyện Hoằng Hóa kiêm nhiếp. Lúc này Hoằng Hóa thuộc phủ Hà Trung. Đầu thế kỷ XX (1924), huyện Mỹ Hóa giải thể, cả ba tổng lên nhập về Hoằng Hóa và Hoằng Hóa được gọi là phủ, gồm 8 tổng là Lỗ Hương, Dương Sơn, Dương Thủy, Từ Quang, Bút Sơn, Bái Trạch, Hành Vỹ và Ngọc Chuế.[3]
Sau năm 1954, huyện Hoằng Hóa có 47 xã: Hoằng Anh, Hoằng Cát, Hoằng Châu, Hoằng Đại, Hoằng Đạo, Hoằng Đạt, Hoằng Đông, Hoằng Đồng, Hoằng Đức, Hoằng Giang, Hoằng Hà, Hoằng Hải, Hoằng Hợp, Hoằng Khánh, Hoằng Khê, Hoằng Kim, Hoằng Lộc, Hoằng Long, Hoằng Lương, Hoằng Lưu, Hoằng Lý, Hoằng Minh, Hoằng Ngọc, Hoằng Phong, Hoằng Phú, Hoằng Phụ, Hoằng Phúc, Hoằng Phượng, Hoằng Quang, Hoằng Quỳ, Hoằng Quý, Hoằng Sơn, Hoằng Tân, Hoằng Thái, Hoằng Thanh, Hoằng Thành, Hoằng Thắng, Hoằng Thịnh, Hoằng Tiến, Hoằng Trạch, Hoằng Trinh, Hoằng Trung, Hoằng Trường, Hoằng Vinh, Hoằng Xuân, Hoằng Xuyên và Hoằng Yến.
Ngày 29 tháng 8 năm 1980, chia xã Hoằng Yến thành 2 xã: Hoằng Yến và Hoằng Ngư[4]. Tuy nhiên đến ngày 5 tháng 1 năm 1987, xã Hoằng Ngư được sáp nhập trở lại vào xã Hoằng Yến.[5]
Ngày 14 tháng 9 năm 1989, thành lập thị trấn Bút Sơn lên cơ sở điều chỉnh một trong những phần diện tích và dân số của các xã Hoằng Phúc, Hoằng Đức, Hoằng Đạo và Hoằng Vinh.
Ngày 6 tháng 11 năm 2003, thành lập thị trấn Tào Xuyên lên cơ sở điều chỉnh:
- 60,80 ha diện tích tự nhiên và 1.500 cá nhân của xã Hoằng Anh
- 168,94 ha diện tích tự nhiên và 3.114 cá nhân của xã Hoằng Long
- 45,61 ha diện tích tự nhiên và 502 cá nhân của xã Hoằng Lý.[6]
Ngày 29 tháng 2 năm 2012, chuyển thị trấn Tào Xuyên và 5 xã: Hoằng Lý, Hoằng Long, Hoằng Anh, Hoằng Quang, Hoằng Đại về thành phố Thanh Hóa quản lý.[7][8]
Ngày 16 tháng 10 năm hiện nay, Ủy ban Thường vụ Quốc hội ban hành Nghị quyết số 786/NQ-UBTVQH14 về việc sắp xếp các đơn vị hành chính cấp xã thuộc tỉnh Thanh Hóa (nghị quyết có hiệu lực từ ngày 1 tháng 12 năm hiện nay)[9]. Theo đó:
- Sáp nhập các xã Hoằng Phúc và Hoằng Vinh vào thị trấn Bút Sơn
- Sáp nhập xã Hoằng Minh vào xã Hoằng Đức
- Sáp nhập xã Hoằng Khê vào xã Hoằng Xuyên
- Sáp nhập xã Hoằng Lương vào xã Hoằng Sơn
- Sáp nhập xã Hoằng Khánh vào xã Hoằng Xuân.
Huyện Hoằng Hóa còn 37 đơn vị hành chính trực thuộc, bao gồm 1 thị trấn và 36 xã như hiện nay.