Kể từ năm 1653, khi chúa Nguyễn Phúc Tần lập ra dinh Thái Khang với 2
phủ và 5 huyện, qua các đời vua Minh Mạng, Thành Thái, Duy Tân đến Bảo
Đại sau này với nhiều cách phân định ranh giới, lập các đơn vị hành
chính khác nhau. Cho đến giữa năm 1939, Cam Ranh ngày nay vẫn là một
phần đất của huyện Vĩnh Xương (gồm các tổng Thủy Triều, Cam Linh, Thịnh
Xương và 6 tổng miền núi) giáp với tỉnh Ninh Thuận.
Giữa năm 1939, với nghị định ngày 8 tháng 6 của Toàn quyền Đông Dương Georges Catroux và chỉ dụ số 17 của Bảo Đại,
tách một phần đất của Ninh Thuận và huyện Vĩnh Xương lập một đơn vị
hành chính tương đương cấp huyện, trực thuộc tỉnh Khánh Hòa gọi là Nha
đại lý hành chính Ba Ngòi, năm 1947 đổi thành quận Cam Lâm.
Từ
năm 1965 - 1972, Hoa Kỳ đóng quân ở đây và gọi là Căn cứ không quân Cam
Ranh (hay Quân cảng Cam Ranh). Năm 1978, Liên Xô - mà sau này do Nga
tiếp tục - thuê lại căn cứ Cam Ranh với thời hạn đến năm 2004, nhưng đã
kết thúc sớm hơn hai năm.
Tháng 10-1965, Tổng thống Nguyễn Văn Thiệu
ký sắc lệnh số 206 ngày 25 tháng 1, lấy các xã Suối Vĩnh, Suối Hải,
Suối Hoà, Cam Phúc, Cam Ranh, Cam Bình, Cam Linh, Cam Lộc của quận Cam Lâm và phần đất đã nhập vào quận Du Long
(tỉnh Ninh Thuận) trước đó là các thôn Hoà Diêm, Trại Láng, Ma Dù, Sông
Cạn, Mỹ Thạnh thành lập thị xã Cam Ranh (trực thuộc trung ương). Đến
ngày 6-7-1966, Nghị định số 620 BNV/NC/NĐ đổi các xã thuộc thị xã Cam
Ranh thành khu phố. Sắc lệnh số 17-SL/NV ngày 20-2-1968 lấy thêm xã Cam
Sơn và một phần xã Cam Phú, Cam Thượng của quận Cam Lâm sáp nhập vào thị
xã Cam Ranh. Nghị định số 1048-NĐ/NV ngày 7-11-1970 chia thị xã Cam
Ranh thành hai quận là quận Bắc và quận Nam. Quận Bắc gồm các khu phố:
Suối Hoà, Suối Vĩnh, Suối Hải, Suối Cam; quận Nam gồm các khu phố: Cam
Phúc, Cam Bình, Cam Ranh, Cam Phú, Cam Lộc, Cam Sơn, Cam Thịnh.
Dưới chính quyền phía Cộng sản (đóng tại Khánh Sơn),
để thuận tiện cho sự chỉ đạo từng thời kỳ, địa giới hành chính huyện Ba
Ngòi cũng có một số thay đổi. Cuối năm 1949, nhập tổng Hòa Tân vào
huyện Ba Ngòi, đầu năm 1951, tách huyện Ba Ngòi thành 2 khu: khu đặc
biệt Cam Ranh và huyện Khánh Sơn. Tháng 5 năm 1976, nhập lại thành một
huyện lấy tên chung là huyện Cam Ranh. Ngày 23-10-1978, thị trấn Ba Ngòi
(huyện lị) được thành lập theo Quyết định số 268-CP
đến đầu năm 1985 Huyện Cam Ranh lại tách thành hai huyện Cam Ranh và
Khánh Sơn. Ngày 7 tháng 7 năm 2000, huyện Cam Ranh được nâng lên thành
thị xã Cam Ranh.
Tháng 4 năm 2007 theo nghị định số 65/2007/NĐ-CP của Chính phủ cắt
các xã: Cam Tân, Cam Hòa, Sơn Tân, Cam Hải Tây, Cam Đức, Cam Hiệp Bắc,
Cam Hiệp Nam, Cam Thành Bắc, Cam An Bắc, Cam An Nam, Cam Phước Tây, Cam
Hải Đông của thị xã Cam Ranh và các xã Suối Tân, Suối Cát của huyện Diên Khánh thành lập huyện Cam Lâm.
Ngày
17 tháng 9 năm 2009 thị xã Cam Ranh được công nhận là đô thị loại 3 .
Ngày 23 tháng 12 năm 2010 thị xã Cam Ranh được chính phủ chính thức công
nhận là thành phố trực thuộc tỉnh Khánh Hòa
