ท้องที่อำเภอดอยหล่อเดิมเป็นส่วนหนึ่งของอำเภอจอมทอง ทางราชการได้แบ่งพื้นที่การปกครองออกมาตั้งเป็น กิ่งอำเภอดอยหล่อ ตามประกาศกระทรวงมหาดไทยเมื่อวันที่ 7 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2538 โดยมีผลบังคับตั้งแต่วันที่ 1 เมษายน ปีเดียวกัน[1] และต่อมาในวันที่ 24 สิงหาคม พ.ศ. 2550 ได้มีพระราชกฤษฎีกายกฐานะขึ้นเป็น อำเภอดอยหล่อ โดยมีผลบังคับตั้งแต่วันที่ 8 กันยายน ปีเดียวกัน[2]