อำเภอหนองใหญ่เดิมเป็นส่วนหนึ่งของตำบลคลองพลู ขึ้นกับอำเภอพนัสนิคม ในปี พ.ศ. 2418 ได้โอนมาขึ้นกับอำเภอบ้านบึง ในปี พ.ศ. 2503 ได้มีการย้ายภูมิลำเนาโดยการนำของอดีตกำนันประจวบ ศิริวรวาท จากตำบลหนองอิรุณ อำเภอบ้านบึง มาตั้งถิ่นฐานสร้างชุมชนมีชื่อว่า "บ้านหนองใหญ่" ขึ้นกับตำบลคลองพลู ในปี พ.ศ. 2518 ได้มีประกาศกระทรวงมหาดไทยรวมเขตการปกครอง 3 ตำบล คือ ตำบลคลองพลู ตำบลหนองเสือช้าง และตำบลหนองใหญ่ เป็น กิ่งอำเภอหนองใหญ่ และในวันที่ 14 กรกฎาคม พ.ศ. 2524 รัฐบาลได้ออกพระราชกฤษฎีกายกฐานะกิ่งอำเภอหนองใหญ่เป็น อำเภอหนองใหญ่ ในปี พ.ศ. 2525 ทางราชการได้จัดตั้งตำบลเพิ่มอีก 2 ตำบล คือ ตำบลเขาซกและตำบลห้างสูง อำเภอหนองใหญ่จึงมีเขตการปกครอง 5 ตำบลจนถึงปัจจุบัน
การแบ่งเขตการปกครอง
การปกครองส่วนภูมิภาค
อำเภอหนองใหญ่แบ่งออกเป็น 5 ตำบล 24 หมู่บ้าน ได้แก่
1. หนองใหญ่ (Nong Yai) 6 หมู่บ้าน
2. คลองพลู (Khlong Phlu) 4 หมู่บ้าน
3. หนองเสือช้าง (Nong Suea Chang) 5 หมู่บ้าน
4. ห้างสูง (Hang Sung) 5 หมู่บ้าน
5. เขาซก (Khao Sok) 4 หมู่บ้าน
การปกครองส่วนท้องถิ่น
ท้องที่อำเภอหนองใหญ่ประกอบด้วยองค์กรปกครองส่วนท้องถิ่น 5 แห่ง ได้แก่
เทศบาลตำบลหนองใหญ่ ครอบคลุมพื้นที่ตำบลหนองใหญ่ทั้งตำบล
องค์การบริหารส่วนตำบลคลองพลู ครอบคลุมพื้นที่ตำบลคลองพลูทั้งตำบล
องค์การบริหารส่วนตำบลหนองเสือช้าง ครอบคลุมพื้นที่ตำบลหนองเสือช้างทั้งตำบล
องค์การบริหารส่วนตำบลห้างสูง ครอบคลุมพื้นที่ตำบลห้างสูงทั้งตำบล
องค์การบริหารส่วนตำบลเขาซก ครอบคลุมพื้นที่ตำบลเขาซกทั้งตำบล