เดิมเรียกว่า อำเภอบางคลาน มีที่ตั้งอยู่บริเวณปากแม่น้ำพิจิตร (น่านสายเก่า) บรรจบกับแม่น้ำยม ในท้องที่ตำบลบางคลานปัจจุบัน และต่อมาได้ย้ายที่ว่าการอำเภอมาตั้ง ณ ฝั่งขวาของแม่น้ำยม ในท้องที่ตำบลโพทะเล จึงเปลี่ยนชื่อเป็น อำเภอโพทะเล จนถึงปัจจุบัน แต่ปัจจุบันที่ว่าการอำเภอโพทะเลหลังเดิมได้ใช้เป็นสำนักงานเทศบาลตำบลโพทะเล ส่วนที่ว่าการอำเภอหลังใหม่ได้ย้ายไปตั้งอยู่บริเวณบึงสรรพงายในท้องที่ตำบลท่าบัว ริมทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 1067 (โพทะเล-บางมูลนาก) ซึ่งอยู่ห่างจากที่ว่าการอำเภอเดิมไปทางทิศตะวันออกประมาณ 5 กิโลเมตร

• วันที่ 14 มีนาคม 2480 โอนพื้นที่บ้านหนองคล้า ซึ่งเดิมอยู่ในหมู่ที่ 6 ของตำบลทนง ที่ได้แยกออกเป็นอีกหนึ่งหมู่บ้าน ไปตั้งเป็นหมู่ 14 ของตำบลท่าขมิ้น[1]
• วันที่ 1 เมษายน 2480 เปลี่ยนแปลงเขตจังหวัดพิจิตร และจังหวัดนครสวรรค์ โดยโอนพื้นที่หมู่ที่ 6 ตำบลท่าขมิ้น และหมู่ที่ 6 ตำบลท่านั่ง อำเภอโพทะเล จังหวัดพิจิตร ไปขึ้นกับตำบลท่าไม้ อำเภอชุมแสง จังหวัดนครสวรรค์[2]
• วันที่ 16 มกราคม 2481 ย้ายที่ว่าการอำเภอบางคลาน จากตำบลบางคลาน ไปตั้งที่บ้านโพทะเล ตำบลบ้านตาล[3]
• วันที่ 17 เมษายน 2482 เปลี่ยนแปลงชื่อตำบลบ้านตาล อำเภอบางคลาน เป็น ตำบลโพทะเล และเปลี่ยนแปลงชื่ออำเภอบางคลาน จังหวัดพิจิตร เป็น อำเภอโพทะเล[4]
• วันที่ 10 มิถุนายน 2490 ตั้งตำบลท่าบัว แยกออกจากตำบลบ้านน้อย ตั้งตำบลท่านั่ง แยกออกจากตำบลบางคลาน ตั้งตำบลวัดขวาง แยกออกจากตำบลทุ่งน้อย ตั้งตำบลบึงนาราง แยกออกจากตำบลบางลาย และตำบลไผ่ท่าโพ[5]
• วันที่ 14 กุมภาพันธ์ 2493 เปลี่ยนแปลงเขตจังหวัดพิจิตร และจังหวัดนครสวรรค์ โดยโอนพื้นที่หมู่ 5 ตำบลท่านั่ง อำเภอโพทะเล จังหวัดพิจิตร ไปขึ้นกับตำบลท่าไม้ อำเภอชุมแสง จังหวัดนครสวรรค์[6]
• วันที่ 17 กันยายน 2498 จัดตั้งสุขาภิบาลโพทะเล ในท้องที่บางส่วนของตำบลโพทะเล[7]
• วันที่ 21 มีนาคม 2510 ตั้งตำบลท้ายน้ำ แยกออกจากตำบลโพทะเล ตำบลบางลาย ตำบลบึงนาราง และตำบลทนง[8]
• วันที่ 23 พฤศจิกายน 2510 โอนพื้นที่ตำบลไผ่ท่าโพ อำเภอโพทะเล ไปขึ้นกับ กิ่งอำเภอโพธิ์ประทับช้าง[9]
• วันที่ 6 สิงหาคม 2511 จัดตั้งสุขาภิบาลท่าเสา ในท้องที่บางส่วนของตำบลท่าขมิ้น[10]
• วันที่ 1 กรกฎาคม 2512 ตั้งตำบลท่าเสา แยกออกจากตำบลท่าขมิ้น[11]
• วันที่ 13 ตุลาคม 2513 โอนพื้นที่หมู่ 3,4,5,7 (ในขณะนั้น) ของตำบลบึงนาราง อำเภอโพทะเล ไปขึ้นกับตำบลไผ่ท่าโพ กิ่งอำเภอโพธิ์ประทับช้าง[12]
• วันที่ 28 ตุลาคม 2523 ตั้งตำบลโพธิ์ไทรงาม แยกออกจากตำบลบึงนาราง ตำบลทนง และตำบลท้ายน้ำ[13]
• วันที่ 27 พฤศจิกายน 2535 ตั้งตำบลแหลมรัง แยกออกจากตำบลบึงนาราง[14]
• วันที่ 9 มกราคม 2539 ตั้งตำบลห้วยแก้ว แยกออกจากตำบลโพธิ์ไทรงาม[15]
• วันที่ 26 มิถุนายน 2539 แยกพื้นที่ตำบลห้วยแก้ว ตำบลโพธิ์ไทรงาม ตำบลแหลมรัง ตำบลบางลาย และตำบลบึงนาราง อำเภอโพทะเล มาตั้งเป็น กิ่งอำเภอบึงนาราง ขึ้นกับอำเภอโพทะเล[16]
• วันที่ 25 พฤษภาคม 2542 ยกฐานะจากสุขาภิบาลโพทะเล และสุขาภิบาลท่าเสา เป็นเทศบาลตำบลโพทะเล และเทศบาลตำบลท่าเสา ตามลำดับ[17]
• วันที่ 8 กันยายน 2550 ยกฐานะจากกิ่งอำเภอบึงนาราง อำเภอโพทะเล เป็น อำเภอบึงนาราง[18]