พื้นที่ของอำเภอหนองใหญ่เดิมเป็นตำบลหนองอิรุณ ตำบลคลองพลู และตำบลคลองกิ่ว อยู่ในเขตการปกครองของอำเภอพนัสนิคม และอำเภอเมืองชลบุรี จังหวัดชลบุรีก่อนที่ต่อมาจะย้ายมาขึ้นการปกครองกับอำเภอบ้านบึง ต่อมาเมื่อวันที่ 2 ธันวาคม พ.ศ. 2518 ได้มีประกาศกระทรวงมหาดไทยให้แยกตำบลหนองใหญ่ ตำบลคลองพลู และตำบลหนองเสือช้าง ออกจากการปกครองของอำเภอบ้านบึง รวมตั้งเป็น กิ่งอำเภอหนองใหญ่ จนกระทั่งเมื่อวันที่ 13 กรกฎาคม พ.ศ. 2524 จึงมีพระราชกฤษฎีกาฯ ยกฐานะขึ้นเป็น อำเภอหนองใหญ่ จนถึงปัจจุบัน