อำเภอนาทวี เดิมเป็นที่ตั้งของอำเภอจะนะ จังหวัดสงขลา มีประวัติโดยสังเขปว่า อำเภอจะนะสมัยก่อนเรียกว่าเมืองจะนะ ที่ตั้งเมืองอยู่ที่ตำบลจะโหนง ท้องที่อำเภอจะนะ ต่อมาได้ย้ายที่ตั้งเมืองจะนะ มาตั้งอยู่ที่ตำบลนาทวี ทางด้านทิศตะวันออก ของที่ตั้งที่ว่าการอำเภอนาทวี เมืองจะนะสมัยนั้นเป็นเมืองชั้นตรี มีผู้ปกครองคือขุนศรีสรรพกรรม (นายซ้อน) และต่อมาในสมัยรัชกาลที่ 5 พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าฯ ได้ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ สั่งให้ย้ายเมืองจะนะปัจจุบันนี้ เนื่องจากในขณะนั้นที่ตำบลนาทวีการคมนาคมไม่สะดวก

ครั้นเมื่อได้มีประกาศใช้ พ.ร.บ.ปกครองท้องที่ พ.ศ. 2475 แล้ว จึงได้เปลี่ยนเมืองจะนะเป็น "อำเภอจะนะ" และยกฐานะท้องที่ตำบลนาทวีซึ่งเป็นที่ตั้งเมืองจะนะเดิมรวมท้องที่ตำบลใกล้เคียงเป็น "กิ่งอำเภอนาทวี" ขึ้นอยู่กับอำเภอจะนะและประกาศเป็นอำเภอในเวลาต่อมา

• วันที่ 10 มิถุนายน 2490 ตั้งตำบลฉาง แยกออกจากตำบลนาทวี ตั้งตำบลคลองทราย แยกออกจากตำบลนาหมอศรี ตั้งตำบลท่าประดู่ แยกออกจากตำบลปลักหนู ตั้งตำบลสะท้อน แยกออกจากตำบลทับช้าง[1]
• วันที่ 5 มิถุนายน 2499 ยกฐานะจากกิ่งอำเภอนาทวี อำเภอจะนะ เป็น อำเภอนาทวี[2]
• วันที่ 15 ตุลาคม 2499 จัดตั้งสุขาภิบาลนาทวี ในท้องที่บางส่วนของตำบลนาทวี[3]
• วันที่ 21 มิถุนายน 2520 โอนพื้นที่หมู่ 7 (ในขณะนั้น) ของตำบลประกอบ ไปตั้งเป็นหมู่ 9 ของตำบลสะท้อน[4]
• วันที่ 5 สิงหาคม 2523 ตั้งตำบลคลองกวาง แยกออกจากตำบลปลักหนู[5]
• วันที่ 18 สิงหาคม 2535 เปลี่ยนแปลงเขตสุขาภิบาลนาทวี เพื่อความเหมาะสมในการบริหารกิจการและการทะนุบำรุงท้องถิ่น[6]
• วันที่ 25 ตุลาคม 2538 จัดตั้งศาลจังหวัดนาทวี[7]
• วันที่ 25 พฤษภาคม 2542 ยกฐานะจากสุขาภิบาลนาทวี เป็นเทศบาลตำบลนาทวี