Năm 1827, triều Nguyễn chia đất Nam Bộ thành năm trấn, gọi là đất “ngũ trấn”, vùng đất Bù Đăng thuộc trấn Biên Hòa. Tuy vậy, các đơn vị đồn trú của nhà Nguyễn thời kỳ này chỉ thiết lập được ở hai nơi là An Lộc và Đồng Xoài. Lúc đầu, sự tiếp xúc giữa tộc người Xtiêng và cư dân người Kinh chỉ thông qua binh lính đồn trú nhà Nguyễn và gia đình của họ. Những người Kinh này phần lớn là dân vùng lưỡng Quảng (Quảng Nam, Quảng Ngãi) đến đây lập nghiệp. Năm 1832, nhà Nguyễn đổi đất “ngũ trấn” thành “Nam Kỳ lục tỉnh”. Miền Đông Nam Bộ, trong đó có Bình Phước trực thuộc tỉnh Biên Hòa. Năm 1867, sau khi chiếm được Nam Kỳ, thực dân Pháp chia Nam Kỳ làm 27 địa hạt hành chính. Năm 1889, các địa hạt được nâng lên thành tỉnh, thì Bù Đăng vẫn là vùng đất thuộc tỉnh Biên Hòa.
Năm 1905, chế độ sơn phòng của triều đình Huế chính thức bị bãi bỏ, nghĩa là việc giải quyết những vấn đề về Tây Nguyên không thuộc trách nhiệm của nhà Nguyễn mà thuộc quyền của những Tòa đại lý và các Công sứ Pháp.
Năm 1903, Pháp đặt một đại lý hành chính ở Hớn Quản và một đồn binh trong vùng đồng bào người Xtiêng ở Bù Đốp. Cùng với công cuộc khai thác Đông Dương vào những năm 20 của thế kỷ XX, thực dân Pháp mở rộng việc bình định trong vùng đồng bào Xtiêng ở phía bắc. Từ năm 1909 - 1911, thực dân Pháp kéo quân vào bình định vùng Nam Tây Nguyên, nơi cư trú chủ yếu của người Mnông. Năm 1920, một toán quân Pháp tiến lên vùng Bà Rá đặt một đại lý hành chính, lấy tên là Sông Bé, do Gatille làm Quận trưởng. Đây là dấu mốc ban đầu trong quá trình đặt ách đô hộ của thực dân Pháp ở Bù Đăng.
Khánh thành trụ sở làm việc của xã Bom Bo
Giữa thập niên 1920, thực dân Pháp cho mở rộng đường 14 nối quốc lộ 13 từ Chơn Thành đi Đồng Xoài - Bù Đăng về Buôn Mê Thuột. Quá trình hình thành và mở mang đường 14 gắn liền với việc đặt ách đô hộ của thực dân Pháp tại địa phương. Để đẩy mạnh công cuộc khai thác thuộc địa, năm 1924, thực dân Pháp thành lập quận Sông Bé (Bà Rá) và quận Bù Đốp (Bố Đức). Về hành chính, từ năm 1931 đến năm 1938, các buôn, sóc tộc người Xtiêng, Mnông ở Bù Đăng được chia thành nhiều tổng, xã. Nhiều buôn góp thành xã, nhiều xã góp thành tổng. Đứng đầu các đơn vị hành chính là các xã trưởng và chánh tổng. Các tổng, xã đều do thực dân Pháp chỉ định và hầu hết là những người giàu và có nhiều thế lực trong xã. Việc phân chia tổng, xã chỉ mang tính ước lượng chứ chưa cụ thể rõ ràng. Các xã được tính theo tổng số các bon, sóc mà xã quản lý, nhưng các bon, sóc này cũng thường xuyên thay đổi địa điểm.
Bù Đăng nguyên là tên một sóc của đồng bào dân tộc thiểu số Xtiêng. Năm 1941, khi người Pháp cho mở đường 14, địa điểm này được chọn làm nơi đặt trạm công chánh, nên sóc Bù Đăng S’Rei dời đi khoảng 2km về hướng Buôn Mê Thuột. Lúc này, Bù Đăng có tên gọi là làng Công Chánh hay trạm Công Chánh, đồng thời cũng có tên gọi là Bù Tullier-Minh (tên ghép của ông Tullier - Trưởng ty công chánh Thủ Dầu Một và ông Minh Giám thị công trình). Có người còn gọi là “Bù Đăng 55” có nghĩa là từ Đồng Xoài đến Bù Đăng cách xa 55km.
Ngày 21-3-1958, theo Nghị định số 718/ BNV/NĐ của Bộ trưởng Nội vụ chính quyền Sài Gòn, Bù Đăng được lấy tên là quận Phước Tâm - thuộc tỉnh Phước Long. Ngày 15-9-1957, chính quyền Ngô Đình Diệm ra Nghị định số 1502-TTP/VP thành lập các vùng dinh điền, từ đó các dinh điền Vĩnh Thiện, Bù Na (Nghĩa Trung), Vi Thiện (Thọ Sơn), Đức Bổn ra đời. Đầu năm 1959, tách quận Phước Tâm ra khỏi tỉnh Biên Hòa và đổi tên là quận Đức Phong, lập nên xã mới là Vĩnh Thiện. Những năm 1959 - 1974, Bù Đăng thuộc quận Phước Long trên bản đồ hành chính của chính quyền Sài Gòn, với hai xã Bù Đăng và Vĩnh Thiện.
Về phía cách mạng, ngày 10-12-1945, Hội nghị quân sự toàn Nam Bộ quyết định chia Nam Bộ thành các chiến khu 7, 8, 9. Bù Đăng lúc đó nằm trong Khu 7 thuộc sự lãnh đạo của Tỉnh ủy Biên Hòa. Lúc này, vấn đề mở rộng căn cứ và xây dựng phong trào kháng chiến trong vùng đồng bào dân tộc thiểu số được quan tâm.
Cuối năm 1947, Ủy ban kháng chiến hành chính tỉnh Biên Hòa đã cử những đội vũ trang tuyên truyền lên xây dựng cơ sở cách mạng trong vùng đồng bào dân tộc thiểu số. Các đồng chí Ngô Văn Long, Dương Đình Ngũ và đồng chí Thái đã nhận nhiệm vụ xây dựng cơ sở cách mạng và thành lập quận Sông Bé, do đồng chí Ngô Văn Long làm Bí thư.
Tháng 6-1957, để thống nhất sự chỉ đạo, đồng thời do yêu cầu mở rộng vùng giải phóng trên địa bàn đồng bào thiểu số và tăng cường sự lãnh đạo của Đảng trong phong trào đấu tranh chính trị kết hợp với vũ trang của công nhân cao su, Tỉnh ủy Biên Hòa quyết định thành lập Ban Cán sự Đảng vùng dân tộc Bù Na - Tân Thuận. Những năm tiếp theo, tùy từng thời điểm sáp nhập mà Bù Đăng có những tên gọi khác nhau, như K50, K59, K19 với 13 xã vùng căn cứ, lấy tên gọi theo số thứ tự từ xã 1 đến xã 13. Mỗi xã chỉ có vài chục hộ, dân số 13 xã khoảng hơn 2.000 người.
Ngày 14-12-1974, Bù Đăng được giải phóng, ngày 8-1-1975, chính quyền cách mạng chính thức ra mắt nhân dân lấy tên là Ủy ban nhân dân cách mạng huyện Bù Đăng. Huyện bao gồm 8 xã: Đăng Trung, Đăng Nghĩa, Đăng Minh, Đăng Thọ, Đăng Quang, Đăng Hòa, Đăng Hưng, Đăng Sơn. Lúc này dân số Bù Đăng có 11.838 người (dân tộc thiểu số có 8.694 người), trong đó dân sống trong ấp chiến lược trước kia là 9.538 người (đồng bào dân tộc thiểu số 6.717 người); dân số trong vùng căn cứ có 2.206 người (trong đó có 1.977 người đồng bào dân tộc thiểu số).
Năm 1976, huyện Bù Đăng được sáp nhập vào huyện Phước Long. Tháng 11-1976, các xã vùng căn cứ gồm: xã 2, 3, 4, 5, 6 sáp nhập thành xã Đồng Nai Thượng; các xã 1, 7, 8, 9, 10 sáp nhập thành xã Thống Nhất. Do địa bàn rộng, dân cư ngày càng đông, ảnh hưởng đến sự phát triển kinh tế - xã hội nên ngày 4-7- 1988, theo Quyết định số 112-HĐBT của Hội đồng Bộ trưởng về việc phân vạch lại địa giới hành chính một số xã, huyện thuộc tỉnh Sông Bé, Bù Đăng được tách ra từ huyện Phước Long, gồm 7 xã: Thọ Sơn, Đoàn Kết, Minh Hưng, Nghĩa Trung, Đồng Nai, Thống Nhất và Đắk Nhau.
Ngày 5-12-1991, xã Đức Liễu được thành lập theo Quyết định số 628/TCCP của Ban Tổ chức Chính phủ trên cơ sở điều chỉnh địa giới hành chính xã Nghĩa Trung. Từ thời điểm này, huyện Bù Đăng có 8 đơn vị trực thuộc.
Ngày 1-8-1994, thị trấn Đức Phong và xã Đăng Hà được thành lập theo Nghị định số 77/ CP của Chính phủ trên cơ sở điều chỉnh địa giới hành chính xã Đoàn Kết và xã Thống Nhất. Đến tháng 8-1994, huyện Bù Đăng có 10 đơn vị hành chính trực thuộc, trong đó có 1 thị trấn.
Ngày 26-12-1997, xã Bom Bo được thành lập theo Nghị định số 119/NĐ-CP của Chính phủ trên cơ sở điều chính địa giới hành chính xã Minh Hưng và xã Đắk Nhau, nâng tổng số đơn vị hành chính của huyện Bù Đăng lên 11 xã, thị trấn.
Ngày 5-4-2002, xã Phước Sơn được thành lập theo Nghị định số 36/NĐ-CP của Chính phủ trên cơ sở điều chỉnh địa giới hành chính xã Thống Nhất và xã Đoàn Kết. Xã Phú Sơn được thành lập theo Nghị định số 36/NĐ-CP của Chính phủ trên cơ sở điều chỉnh địa giới hành chính của xã Thọ Sơn.
Ngày 23-3-2007, xã Nghĩa Bình được thành lập theo Nghị định số 49/NĐ-CP của Chính phủ trên cơ sở điều chỉnh địa giới hành chính của xã Nghĩa Trung.
Ngày 1-3-2008, xã Bình Minh được thành lập theo Nghị định số 22/NĐ-CP của Chính phủ trên cơ sở điều chỉnh địa giới của xã Bom Bo và xã Minh Hưng.
Ngày 10-4-2009, xã Đường 10 được thành lập theo Nghị định số 14/NĐ-CP của Chính phủ trên cơ sở điều chỉnh địa giới hành chính xã Đắk Nhau và xã Bom Bo.