แขวงไชยสมบูรณ์ก่อตั้งเมื่อวันที่ 31 ธันวาคม พ.ศ. 2556[1] เป็นแขวงลำดับที่ 18 ของประเทศ (รวมนครหลวง) ด้วยวัตถุประสงค์เพื่อให้คณะปกครองแขวงและเมืองมีความสะดวกที่จะพัฒนาพื้นที่ดังกล่าวให้เจริญอย่างรวดเร็วและทั่วถึงเหมือนเมืองอื่น ๆ[1] โดยพร้อมกันนั้นได้เปลี่ยนชื่อเมืองเอกจากเมืองไชยสมบูรณ์เป็นเมืองอะนุวงตามพระนามเจ้าอนุวงศ์ พระมหากษัตริย์แห่งอาณาจักรล้านช้างเวียงจันทน์พระองค์สุดท้าย[4] และแบ่งเขตปกครองออกเป็น 5 เมือง ในจำนวนนี้ตั้งขึ้นใหม่ 3 เมือง ได้แก่ เมืองล้องซาน แยกออกจากเมืองฮ่ม เมืองล้องแจ้ง และเมืองอะนุวง ตั้งขึ้นจากเมืองไชยสมบูรณ์ นอกจากนี้ยังย้ายเมืองท่าโทมซึ่งเคยเป็นเขตปกครองของแขวงเชียงขวางมาขึ้นต่อแขวงไชยสมบูรณ์ด้วย[1]

ก่อนหน้านี้ระหว่างปี พ.ศ. 2537 ถึง 2549 บางส่วนของแขวงเคยเป็นเขตพิเศษไชยสมบูรณ์ เพื่อบริหารจัดการเนื่องด้วยสาเหตุปัญหาชาติพันธุ์กลุ่มน้อยที่ยังมีมากในขณะนั้น[4]