เมื่อวันที่ 20 มิถุนายน พ.ศ. 2538 คณะรัฐมนตรี มีมติให้ขยายเขตการศึกษาไปยังส่วนภูมิภาคได้ใน 11 จังหวัด คือ จังหวัดหนองคาย พะเยา จันทบุรี แพร่ สุราษฎร์ธานี ตรัง สกลนคร กาญจนบุรี ราชบุรี ชุมพร และปราจีนบุรี ตามที่ทบวงมหาวิทยาลัยเสนอ[7] เพื่อเป็นการเฉลิมพระเกียรติพระบาทสมเด็จพระบรมชนกาธิเบศร มหาภูมิพลอดุลยเดชมหาราช ในวโรกาสที่ทรงครองสิริราชสมบัติครบ 50 ปี มหาวิทยาลัยนเรศวรจึงได้จัดทำโครงการกระจายโอกาสทางการศึกษาไปยังส่วนภูมิภาค (จังหวัดพะเยา) ของมหาวิทยาลัยนเรศวร ขึ้นเพื่อสนองนโยบายดังกล่าว โดยใช้อาคารเรียนของโรงเรียนพะเยาพิทยาคมเป็นอาคารเรียนชั่วคราว

ต่อมาในคราวประชุมคณะรัฐมนตรี เมื่อวันที่ 8 ตุลาคม พ.ศ. 2539 คณะรัฐมนตรีได้มีมติให้ใช้ชื่อว่า "มหาวิทยาลัยนเรศวร วิทยาเขตสารสนเทศพะเยา"[8] และได้ย้ายมาจัดการศึกษา ณ สถานที่ปัจจุบันในปี พ.ศ. 2542

ต่อมาในคราวประชุมสภามหาวิทยาลัยนเรศวร ครั้งที่ 13 (4/2550) เมื่อวันที่ 21 กรกฎาคม พ.ศ. 2550 ได้มีมติให้เปลี่ยนชื่อ มหาวิทยาลัยนเรศวร วิทยาเขตสารสนเทศพะเยา เป็น "มหาวิทยาลัยนเรศวร พะเยา" เพื่อเตรียมยกฐานะเป็นมหาวิทยาลัยเอกเทศในอนาคตต่อไป[9] หลังจากนั้นในที่ประชุมคณะรัฐมนตรีมีมติอนุมัติหลักการร่างพระราชบัญญัติมหาวิทยาลัยพะเยา พ.ศ. ... เมื่อวันที่ 23 มิถุนายน พ.ศ. 2552[10][11]

ในวันที่ 12 กรกฎาคม พ.ศ. 2553 พระบาทสมเด็จพระบรมชนกาธิเบศร มหาภูมิพลอดุลยเดชมหาราช บรมนาถบพิตร ได้มีพระบรมราชโองการโปรดเกล้าฯ ให้ตราพระราชบัญญัติมหาวิทยาลัยพะเยา พ.ศ. 2553 ขึ้น และประกาศในราชกิจจานุเบกษาเมื่อวันที่ 16 กรกฎาคม พ.ศ. 2553 มหาวิทยาลัยพะเยาจึงได้แยกตัวออกจากมหาวิทยาลัยนเรศวรเป็นมหาวิทยาลัยเอกเทศนับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา[12]

ปัจจุบันมหาวิทยาลัยพะเยา ตั้งอยู่ที่ตำบลแม่กา อำเภอเมืองพะเยา จังหวัดพะเยา มีพื้นที่ประมาณ 5,700 ไร่