Kiến Thụy xưa là vùng đất của Bộ Thang Tuyền, một trong 15 bộ của nước Văn Lang thời Hùng Vương. Đây cũng là vùng đất có nhiều nhân vật đi vào lịch sử như Trương Nữu, đại tướng quân thời Phùng Hưng có công chống lại ách đô hộ của nhà Đường; Tướng Vũ Hải thời nhà Trần có công chống Nguyên Mông...
Năm 1469, vua Lê Thánh Tông cắt đất huyện An Lão, lập huyện Nghi Dương gồm đất của huyện Kiến Thụy, th
ị xã Đồ Sơn và quận Kiến An. Thời Pháp thuộc, huyện Nghi Dương đổi thành phủ Kiến Thụy, thuộc tỉnh Kiến An. Sau Cách mạng tháng Tám (1945), bỏ cấp phủ, đổi làm huyện Kiến Thụy. Ngày 27 tháng 10 năm 1962, tỉnh Kiến An nhập vào thành phố Hải Phòng, huyện Kiến Thụy thuộc thành phố Hải Phòng, ban đầu gồm 24 xã: Anh Dũng, Bàng La, Đa Phúc, Đại Đồng, Đại Hà, Đại Hợp, Đoàn Xá, Đông Phương, Hòa Nghĩa, Hợp Đức, Hưng Đạo, Hữu Bằng, Kiến Quốc, Minh Tân, Ngọc Hải, Ngũ Đoan, Ngũ Phúc, Tân Phong, Tân Trào, Thanh Sơn, Thuận Thiên, Thụy Hương, Tú Sơn, Vạn Sơn.
- Ngày 14 tháng 3 năm 1963, tách khu vực Đồ Sơn và 2 xã: Vạn Sơn, Ngọc Hải để thành lập thị xã Đồ Sơn. Ngày 7 tháng 4 năm 1966, chuyển xã Bàng La về thị xã Đồ Sơn quản lý.
- Ngày 4 tháng 4 năm 1969 sáp nhập huyện Kiến Thụy và huyện An Lão thành huyện An Thụy.
- Ngày 5 tháng 3 năm 1980, chia tách huyện An Thụy, theo đó, sáp nhập 21 xã của huyện An Thụy (toàn bộ địa giới huyện Kiến Thụy cũ) và thị xã Đồ Sơn thành huyện Đồ Sơn. - Ngày 14 tháng 2 năm 1987, thành lập thị trấn Núi Đối, thị trấn huyện lị huyện Kiến Thụy.
- Ngày 23 tháng 4 năm 1988, thành lập 2 xã Hải Thành và Tân Thành tại vùng kinh tế mới đường 14.
- Ngày 6 tháng 6 năm 1988, chia tách huyện Đồ Sơn thành thị xã Đồ Sơn và huyện Kiến Thụy.
- Ngày 10 tháng 1 năm 2004, thành lập xã Du Lễ từ một phần xã Kiến Quốc.
- Ngày 12 tháng 9 năm 2007, tách 6 xã: Anh Dũng, Hưng Đạo, Đa Phúc, Hòa Nghĩa, Hải Thành, Tân Thành để thành lập quận Dương Kinh và xã Hợp Đức để thành lập quận Đồ Sơn. Kiến Thụy cũng là đất địa linh nhân kiệt, nơi phát tích vương triều nhà Mạc với Dương Kinh sầm uất một thời vào thế kỷ 16. Một số di tích về thành cổ và cung điện của Dương Kinh cũng mới được phát hiện tại đây tại thôn Cổ Trai, xã Ngũ Đoan (bài viết trên Thông Tấn Xã Việt Nam). Huyện Kiến Thụy vẫn còn giữ được những đình chùa cổ kính với những phong cách kiến trúc độc đáo. Tiêu biểu là đền Mõ (xã Ngũ Phúc), thờ Quỳnh Trân công chúa thời Trần, người có công khai khẩn đất hoang, lập nên làng xã. Chùa Hoà Liễu (xã Thuận Thiên) thờ đức Thánh mẫu (mẹ) của vua Mạc Đăng Dung hầu như còn nguyên vẹn. Ngoài ra, nơi đây còn có miếu Cốc thờ Chử Đồng Tử, chùa Khánh Long thờ Tướng công Phạm Hải thời Hùng Vương thứ 18, đình Ninh Hải thờ Hưng Đạo Vương Trần Quốc Tuấn. Gần 20 năm sau sự kiện ông Kim Ngọc ở Vĩnh Phú khoán chui, năm 1977, xã Đoàn Xá, huyện Kiến Thụy là nơi đầu tiên trong cả nước thực hiện thành công mô hình khoán ruộng cho nông dân. Đây chính là khởi đầu cho cơ chế khoán nông nghiệp trong cả nước. Là bước quyết định chấm dứt thời kỳ đói kém của đất nước (Bài viết về hiện tượng Đoàn Xá).
