ประวัติความเป็นมาของชื่ออำเภอตรอนนี้ มี 3 ฝ่ายด้วยกัน ฝ่ายแรกกล่าวว่าที่ว่าการอำเภอเดิมตั้งอยู่ที่ว่าปากคลองตรอน ตำบลบ้านแก่ง จึงเรียก "อำเภอตรอน" ฝ่ายที่สองกล่าวถึงที่มาของชื่อคลองตรอนว่า ในฤดูแล้งน้ำในคลองขาดเป็นห้วงเป็นตอน จึงตั้งชื่อว่า "คลองตอน" ต่อมาเพี้ยนเป็น "คลองตรอน" เมื่อตั้งที่ว่าการอำเภอตรอน ส่วนฝ่ายที่สามกล่าวว่ามาจากชื่อ "เมืองตรอนตรีสินธุ์" ซึ่งปรากฏในพระราชหัตถเลขาคราวเสด็จมณฑลฝ่ายเหนือในรัชกาลที่ 5 เนื่องจากพระองค์ได้เสด็จเมืองตรอนตรีสินธุ์ด้วย

ชื่อเดิมของอำเภอตรอน มีชื่อว่า อำเภอเมืองตรอน และเป็นเมืองขึ้นของเมืองพิชัยเมื่อ พ.ศ. 2430 ตอนนั้นเมืองพิชัยแบ่งการปกครองออกเป็น 5 อำเภอด้วยกันคือ เมืองพิชัย เมืองอุตรดิตถ์ เมืองตรอน เมืองลับแล และเมืองน้ำปาด

จากป้ายรายชื่อนายอำเภอที่ว่าการอำเภอตรอนมีว่า นายอำเภอคนแรกชื่อหลวงพินิจ เป็นนายอำเภอตั้งแต่ พ.ศ. 2430-2436 กล่าวกันว่าเดิมที่ว่าการอำเภอตั้งอยู่ที่หมู่ 7 ตำบลป่าคาย ต่อมาย้ายมาอยู่ที่ปากคลองตรอนในสมัยพระศรีสงครามหรือที่ชาวบ้านเรียกว่า "พระตรอน" (เกี้ยว) ระหว่างปี พ.ศ. 2440-2444 ต่อมาในปี พ.ศ. 2457 ได้ย้ายที่ว่าการอำเภอตรอนจากบ้านปากคลองตรอนมาอยู่บริเวณวัดมงคลนิมิตร หมู่ที่ 2 ตำบลบ้านแก่ง

สมเด็จฯ เจ้าฟ้ากรมพระยานริศรานุวัดติวงศ์ ได้เสด็จถึงที่ว่าการอำเภอเมืองตรอน 4 มิถุนายน พ.ศ. 2444 ดังพระราชนิพนธ์ของพระองค์ตอนหนึ่ง ดังนี้

"เวลาบ่ายโมง 47 นาที ออกจากวัดเต่าไห ถึงที่ว่าการอำเภอเมืองตรอน เวลาบ่าย 3 โมง 8 นาที ได้ขึ้นไปดูที่ว่าการอำเภอ และพระวิสูตรไปตรวจที่จะทำพลับพลาประทับแรมที่นี่เขาปลูกปรำรับ" แสดงว่าที่ว่าการอำเภออยู่ที่ตำบลบ้านแก่ง

ต่อมาวันที่ 22 ตุลาคม พ.ศ. 2444 พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวได้เสด็จเมืองตรอนดังพระราชหัตถเลขาตอนหนึ่ง ดังนี้

"วันที่ 22 ตุลาคม รัตนโกสินทร์ศก 120 ถึงกรมหลวงเทววงษ์วโรประการ

อนุสนธิรายงานเมื่อคนนี้ฝนตกเล็กน้อย ตั้งแต่เวลา 4 ทุ่มไปแล้วรู้สึกเย็น ดึกเข้าหนาวลักษณะเมืองเหนือวันนี้น้ำก็ทรงอยู่ได้ออกเรือจากเมืองพิไชย เวลาเช้า 3 โมงมาถึง เมืองตรอนซึ่งตั้งใหม่เมื่อ 3 ปีนี้ ที่ตำบลบ้านแก่ง ตั้งพลับพลาเยื้องที่ว่าการอำเภอขึ้นมาข้างบนสักหน่อยหนึ่ง..."

จากข้อความในพระราชหัตถเลขานี้จะพบว่า เมืองตรอนมีชื่อเต็มว่า เมืองตรอนตรีสินธุ์ (ปัจจุบันโรงเรียนมัธยมศึกษาของอำเภอตรอนก็มีชื่อว่า "โรงเรียนตรอนตรีสินธุ์") และที่ว่าการอำเภอก็ตั้งอยู่ตำบลบ้านแก่ง ตรงกับที่กล่าวแล้วในตอนต้น ในปี พ.ศ. 2457 ได้มีประกาศใช้ชื่ออำเภอที่เปลี่ยนใหม่ให้ตรงกับชื่อตำบลที่ตั้งที่ว่าการ อำเภอ ดังนั้นอำเภอเมืองตรอนจึงเปลี่ยนเป็นชื่อเป็น อำเภอบ้านแก่ง ด้วย (ต่อมา พ.ศ. 2475 ก็เปลี่ยนมาใช้ชื่อ อำเภอตรอน จนถึงปัจจุบัน)

ใน ปี พ.ศ. 2457 หลวงพิศาลสุรศักดิ์ เป็นนายอำเภอ ได้พิจารณาเห็นว่า สถานที่ตั้งที่ว่าการอำเภอเดิมไม่เหมาะสม จึงย้ายที่ว่าการอำเภอมาตั้งที่หมู่ที่ 4 บ้านวังหิน ตำบลวังแดง ซึ่งเป็นที่ตั้งปัจจุบันนี้ เพื่อสะดวกในการติดต่อราชการเพราะใกล้สถานีรถไฟและแม่น้ำ ทำให้การคมนาคมสะดวก เมื่อสร้างที่ว่าการอำเภอใหม่ ทราบว่าสร้างเป็นอาคารไม้ใต้ถุนสูง ส่วนที่ว่าการอำเภอปัจจุบันเป็นอาคาร 2 ชั้น เพิ่งสร้างใหม่ราว 4 ปีเศษมานี้ ที่ว่าการอำเภอตรอนอยู่ฟากตะวันออกของแม่น้ำน่าน ส่วนสถานีรถไฟตรอนอยู่ฟากตะวันตกของแม่น้ำน่าน แต่ก็มีสะพานข้ามฟากแม่น้ำน่าน ทำให้การเดินทางจากสถานีรถไฟไปที่ว่าการอำเภอสะดวกขึ้น