ไม่ปรากฏหลักฐานชัดเจนว่าบ้านเชียงดาวกำเนิดขึ้นในยุคสมัยใด แต่พงศาวดารโยนกได้อ้างถึงเมืองเชียงดาวนี้ 3 ครั้ง คือ

• เมื่อประมาณ 600 ปีก่อน พญามังราย ปฐมกษัตริย์ของล้านนา ได้ยกเมืองเชียงดาวให้เป็นบำเหน็จความชอบในราชการ สงครามแก่เจ้าไชยสงคราม ราชโอรสองค์ที่ 2
• สมัยที่พระเจ้าบุเรงนอง กษัตริย์พม่า ยกกองทัพเข้ามา ในปี พ.ศ. 2109
• เมื่อคราวที่สมเด็จพระนเรศวร กษัตริย์อยุธยา ได้ทรงตั้งทัพที่บ้านเมืองงาย เมืองเชียงดาวเพื่อเดินทัพเข้าตีเมืองอังวะ

จากหลักฐานต่างๆ จึงอาจกล่าวได้ว่า เมืองเชียงดาวเป็นเมืองเก่าแก่โบราณ และในช่วงเวลานับเป็นร้อยปีของประวัติศาสตร์ที่ผ่านมา เมืองเชียงดาวคงประสบภัยสงครามทำให้เมืองร้างไปหลายครั้ง และก่อตั้งขึ้นมาใหม่อีกหลายครั้งเช่นเดียวกับเมืองเชียงใหม่และหัวเมืองอื่นๆ

• วันที่ 30 มิถุนายน 2450 โอนพื้นที่กิ่งอำเภอเชียงดาว อำเภอฝาง มาขึ้นกับอำเภอแม่แตง เป็นกิ่งอำเภอเชียงดาว อำเภอแม่แตง[1]
• วันที่ 12 กรกฎาคม 2451 ยกฐานะจากกิ่งอำเภอเชียงดาว เป็นอำเภอเชียงดาว[2]
• วันที่ 10 มิถุนายน 2490 ตั้งตำบลแม่นะ แยกออกจากตำบลเชียงดาว[3]
• วันที่ 7 มกราคม 2500 จัดตั้งสุขาภิบาลเชียงดาว ในท้องที่บางส่วนของตำบลเชียงดาว[4]
• วันที่ 26 กรกฎาคม 2520 ตั้งตำบลเปียงหลวง แยกออกจากตำบลเมืองแหง[5]
• วันที่ 16 สิงหาคม 2522 ตั้งตำบลปิงโค้ง แยกออกจากตำบลเมืองงาย[6]
• วันที่ 5 พฤษภาคม 2524 แยกพื้นที่ตำบลเมืองแหง และตำบลเปียงหลวง อำเภอเชียงดาว มาตั้งเป็น กิ่งอำเภอเวียงแหง ขึ้นกับอำเภอเชียงดาว[7]
• วันที่ 21 มิถุนายน 2526 ตั้งตำบลทุ่งข้าวพวง แยกออกจากตำบลเมืองงาย[8]
• วันที่ 3 พฤศจิกายน 2536 ยกฐานะจากกิ่งอำเภอเวียงแหง อำเภอเชียงดาว เป็น อำเภอเวียงแหง[9]
• วันที่ 3 ธันวาคม 2536 ตั้งตำบลแสนไห แยกออกจากตำบลเปียงหลวง[10]
• วันที่ 7 ตุลาคม 2537 จัดตั้งสุขาภิบาลเมืองงาย ในท้องที่บางส่วนของตำบลเมืองงาย[11]
• วันที่ 25 พฤษภาคม 2542 ยกฐานะจากสุขาภิบาลเชียงดาว และสุขาภิบาลเมืองงาย เป็นเทศบาลตำบลเชียงดาว และเทศบาลตำบลเมืองงาย ตามลำดับ