Việt Yên là một vùng đất cổ, xuất hiện trên bản đồ Tổ quốc từ khá sớm. Thời Hùng Vương – An Dương Vương, Việt Yên thuộc huyện Tây Vu, bộ Vũ Ninh của nhà nước Văn Lang – Âu Lạc.
Thời Bắc thuộc, Việt Yên vẫn thuộc huyện Tây Vu, quận Giao Chỉ.
Thời Lý, sau chiến thắng quân Tống vào mùa Xuân năm 1077, một vùng đất ven tả ngạn sông Cầu đối diện với Như Nguyệt – Thị Cầu, Vạn Xuân được lập ra thành một đơn vị hành chính mới – huyện Yên Việt, thuộc phủ Bình Lỗ, lộ Bắc Giang.
Yên Việt cùng với phòng tuyến sông Như Nguyệt là những cái tên ghi lại trang sử oanh liệt của dân tộc ta trong cuộc kháng chiến chống quân xâm lược Tống thế kỷ XI. Tên gọi Yên Việt tồn tại tới thế kỷ XIX.
Năm 1820, (năm Minh Mệnh thứ nhất), huyện Yên Việt đổi tên thành huyện Việt Yên.
Trải qua thời gian, địa giới hành chính huyện Việt Yên đã có nhiều thay đổi. Dưới các triều đại phong kiến Việt Nam, huyện Việt Yên có 5 tổng: Ngọ Xá, Đông Lỗ, Tiên Lát, Quang Biểu, Hương Tảo, chạy dài theo tả ngạn sông Cầu, huyện lỵ đặt ở Yên Viên (làng Vân) thuộc xã Vân Hà ngày nay.
Ngày 15 tháng 10 năm 1957, Bộ Nội vụ ra Thông tư số 5904 về việc đặt tên xã, xóm ở nông thôn. Căn cứ vào thông tư của Bộ Nội vụ, tên một số xã ở huyện Việt Yên đã được đổi lại. Năm 1968, xã Tân Tiến đổi thành xã Tự Lạn; xã Dân Tiến đổi thành xã Vân Trung. Năm 1973, xã Hòa Bình đổi thành xã Hoàng Ninh. Năm 1974, xã Hòa Tiến đổi thành xã Hương Mai.
Năm 1962, Quốc hội nước Việt Nam Dân chủ Cộng hòa ra Nghị quyết sáp nhập hai tỉnh Bắc Giang và Bắc Ninh thành tỉnh Hà Bắc và chính thức đi vào hoạt động từ ngày 01 tháng 01 năm 1963, huyện Việt Yên thuộc tỉnh Hà Bắc.
Ngày 22 tháng 4 năm 1964, Bộ Nội vụ ra Quyết định số 127/NV cắt hai thôn Đa Mai và Thanh Mai thuộc xã Song Mai để thành lập tiểu khu Đa Mai trực thuộc thị xã Bắc Giang.
Ngày 3 tháng 5 năm 1985, Hội đồng Bộ trưởng ban hành Quyết định số 130-HĐBT chuyển xã Song Mai của huyện Việt Yên nhập vào thị xã Bắc Giang.
Năm 1996, Quốc hội nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam thống nhất chia tỉnh Hà Bắc thành hai tỉnh Bắc Giang và Bắc Ninh. Bộ máy hành chính hai tỉnh hoạt động từ ngày 1 tháng 1 năm 1997. Từ đó đến nay, huyện Việt Yên thuộc tỉnh Bắc Giang.
Ngày 22 tháng 12 năm 1997, Chính phủ ra Nghị định số 116/1997/NĐ-CP thành lập thị trấn Bích Động.
Ngày 20 tháng 3 năm 2003, Chính phủ ra Nghị định số 16/2003/NĐ-CP thành lập thị trấn Nếnh.
Hiện tại, Việt Yên có 17 xã là: Bích Sơn, Hoàng Ninh, Hồng Thái, Hương Mai, Minh Đức, Nghĩa Trung, Ninh Sơn, Quang Châu, Quảng Minh, Tăng Tiến, Thượng Lan, Tiên Sơn, Trung Sơn, Tự Lạn, Vân Hà, Vân Trung, Việt Tiến và hai thị trấn: Bích Động và Nếnh.
Ngày 21/11/2019, Ủy ban Thường vụ Quốc hội ban hành Nghị quyết số 813/NQ-UBTVQH14 về sắp xếp các đơn vị hành chính cấp huyện, cấp xã giai đoạn 2019 – 2021 và sắp xếp các đơn vị hành chính cấp xã thuộc tỉnh Bắc Giang. Theo đó, xã Bích Sơn sáp nhập vào thị trấn Bích Động; xã Hoàng Ninh sáp nhập vào thị trấn Nếnh. Huyện Việt Yên có 2 thị trấn và 15 xã như hiện nay: Hồng Thái, Hương Mai, Minh Đức, Nghĩa Trung, Ninh Sơn, Quang Châu, Quảng Minh, Tăng Tiến, Thượng Lan, Tiên Sơn, Trung Sơn, Tự Lạn, Vân Hà, Vân Trung, Việt Tiến, thị trấn Bích Động và thị trấn Nếnh.
Ngày 29 tháng 11 năm 2021, Bộ Xây dựng ban hành Quyết định số 1286/QĐ-BXD[2] về việc công nhận huyện Việt Yên là đô thị loại IV trực thuộc tỉnh Bắc Giang.
Đến cuối năm 2022, huyện Việt Yên có 17 đơn vị hành chính cấp xã trực thuộc, gồm 2 thị trấn: Bích Động (huyện lỵ), Nếnh và 15 xã: Hồng Thái, Hương Mai, Minh Đức, Nghĩa Trung, Ninh Sơn, Quang Châu, Quảng Minh, Tăng Tiến, Thượng Lan, Tiên Sơn, Trung Sơn, Tự Lạn, Vân Hà, Vân Trung, Việt Tiến.
Ngày 13 tháng 12 năm 2023, Ủy ban Thường vụ Quốc hội ban hành Nghị quyết số 938/NQ-UBTVQH15 về việc thành lập thị xã Việt Yên (nghị quyết có hiệu lực từ ngày 1 tháng 2 năm 2024)[1]. Theo đó:
- Thành lập thị xã Việt Yên thuộc tỉnh Bắc Giang trên cơ sở toàn bộ diện tích tự nhiên và dân số của huyện Việt Yên.
- Thành lập 9 phường: Bích Động, Hồng Thái, Nếnh, Ninh Sơn, Quang Châu, Quảng Minh, Tăng Tiến, Tự Lạn, Vân Trung trên cơ sở toàn bộ diện tích tự nhiên và dân số của 9 xã, thị trấn có tên tương ứng.
Sau khi thành lập, thị xã Việt Yên có diện tích 171,01 km², dân số là 229.162 người, bao gồm 9 phường và 8 xã như hiện nay.