Cô Tô có tên cổ là Chàng Sơn (Núi Chàng), từ lâu đời đã là nơi cư trú ngụ của thuyền bè ngư dân Vùng Đông Bắc, song chưa thành nơi định cư vì luôn bị những toán cướp biển Trung Quốc quấy phá. Năm 1832, Nguyễn Công Trứ với cương vị Tổng Đốc Hải An (Hải Dương - An Quảng) đã xin triều đình cho thành lập làng xã, cắt cử người cai quản. Làng đầu tiên ở đây được Nguyễn Công Trứ đặt là làng Hướng Hoá. Ít lâu sau, nhà Nguyễn cho thu thuế và lập đồn Hướng Hoá canh phòng giặc biển. Thời Pháp thuộc, Cô Tô là một tổng có năm xã (Đông giáp, Nam giáp, Tây giáp, Bắc giáp, Trung giáp) thuộc châu Hà Cối phủ Hải Đông tỉnh Hải Ninh. Sau ngày Nhật đảo chính, Pháp quay lại chiếm đóng Cô Tô. Từ Cô Tô và cảng Vạn Hoa trên đảo Cái Bầu, tàu chiến Pháp vào quấy rối vùng biển Hòn Gai và cảng Hải Phòng. Tháng 11 năm 1946

Cô Tô là xã thuộc huyện Móng Cái, sau đó là hai xã đặc biệt trực thuộc tỉnh. Từ 1964, hai xã đã được sát nhập vào huyện Cẩm Phả. Năm 1994, Chính phủ đổi tên huyện Cẩm Phả thành huyện Vân Đồn đồng thời tách quần đảo Cô Tô gồm hai xã Thanh Lân, Cô Tô thành lập huyện Cô Tô vào ngày 23 tháng 3 năm 1994. Từ năm 1994 đến nay Nhà nước đã có nhiều chính sách hỗ trợ nhân dân, xây dựng nâng cấp cơ sở hạ tầng, làm cho đời sống của nhân dân huyện đảo không ngừng được cải thiện.

Quần đảo Cô Tô có khoảng hơn 50 đảo, đá lớn nhỏ gồm có các đảo như sau: Cô Tô Con, Cô Tô Lớn, Cồn Ba Đỉnh Con, Cồn Chân Kiểng, Cồn Chân Miếu, Còn Con Ngựa, Cồn Đá Xếp Cao, Cồn Đá Xếp Thấp, Cồn Đuôi Cá Chép, Cồn Gạc Hươu, Cồn Hang Chuột, Cồn Ngoài, Cồn Sao Nhỏ, Cồn Tai Khỉ, Cồn Vó Ngựa, Đá Bắc Ba Đỉnh, Đá Chân Hương, Đá Chuột Nhắt, Đá Nam Ba Đỉnh, Đá Ngầm Nam, Đá Ngầm Sâu, Đá Quả Thông Già, Đá Sao Đêm, Đá Sư Tử, Đá Thiên Môn, Đá Thoải, Đá Xấu Hổ, Đảo Trần (Lo Chúc San, Chàng Tây, Đảo Chằn, Tây Chàng), Hai Hòn Ngoài, Hòn Ba Bái, Hòn Ba Đỉnh, Hòn Bắc Bồ Cát, Hòn Bắc Đẩu, Hòn Bát Hương