- Nguồn gốc tên gọi
Hiện có 2 cách giải thích về tên gọi Si Ma Cai:

Thứ nhất: Vùng núi phía Bắc Việt Nam xưa kia có nhiều địa danh mang ý nghĩa thần thoại Rồng - Tiên thơ mộng, trong đó Sin Ma Cai có nghĩa là vùng đất đó xuất hiện con ngựa lạ. Huyền tích cho rằng có ngựa ấy là do Rồng của nhà trời đi kinh lý, thấy cảnh bồng lai nên hóa thành con ngựa to cao lừng lững, trông khác lạ so với ngựa thồ bình thường. Nơi có đông cư dân thì có phố chợ. Sin Ma Cai nghĩa là chợ có con ngựa lạ. Khi thành lập huyện tên Sin Ma Cai bị viết thành Si Ma Cai
Thứ hai: Thời kỳ trước khi người Pháp đặt chân đến vùng đất này, người dân thường gọi vùng này là "Xí Mã Cái" nghĩa là "Chợ phân ngựa" bởi mỗi khi họp chợ phiên, người dân ở đây mang theo rất nhiều ngựa đi chợ vì ngựa là phương tiện vận chuyển chủ yếu của dân vùng cao, cho nên thải ra rất nhiều phân ngựa. Sau này người Pháp đến cai trị, họ gọi chệch đi thành Si Ma Cai như ngày nay.

- Lịch sử
Năm 1966, huyện Bắc Hà thuộc tỉnh Lào Cai được chia tách thành huyện Bắc Hà mới và huyện Si Ma Cai[3]. Huyện Si Ma Cai khi đó gồm 17 xã: Bản Mế, Cán Cẩu, Cán Hồ, Dào Dền Sán, Hồ Mù Chải, Lử Thẩn, Lùng Sán, Nàn Cảng, Nàn Sín, Nàn Thẩn, Nàn Vái, Quan Thần Sán, Seng Sui, Si Ma Cai, Sín Chéng, Sín Hồ Sán, Thào Chu Phìn.
Năm 1975, các tỉnh Yên Bái, Lào Cai và Nghĩa Lộ (trừ huyện Bắc Yên và huyện Phù Yên) sáp nhập thành tỉnh Hoàng Liên Sơn, huyện Si Ma Cai thuộc tỉnh Hoàng Liên Sơn.

Năm 1979, huyện Si Ma Cai lại sáp nhập vào huyện Bắc Hà

Ngày 28 tháng 5 năm 1981, sáp nhập xã Dào Dền Sán và xã Nàn Vái thành một xã lấy tên là xã Nàn Sán; sáp nhập xã Nàn Cảng và xã Si Ma Cai thành một xã lấy tên là xã Si Ma Cai; sáp nhập xã Hồ Mù Chải và xã Sín Hồ Sán thành một xã lấy tên là xã Sán Chải; sáp nhập xã Lùng Sán và xã Seng Sui thành một xã lấy tên là xã Lùng Sui.

Năm 1991, tỉnh Hoàng Liên Sơn chia tách thành 2 tỉnh là Yên Bái và Lào Cai, huyện Bắc Hà thuộc tỉnh Lào Cai.

Năm 2000, huyện Si Ma Cai được tái lập từ huyện Bắc Hà.

Ngày 11 tháng 2 năm 2020, sáp nhập 3 xã: Quan Thần Sán, Cán Hồ, Mản Thẩn thành xã Quan Hồ Thẩn; sáp nhập 2 xã Lùng Sui và Lử Thẩn thành xã Lùng Thẩn; thành lập thị trấn Si Ma Cai, thị trấn huyện lỵ huyện Si Ma Cai trên cơ sở toàn bộ diện tích và dân số của xã Si Ma Cai.

Huyện Si Ma Cai có 1 thị trấn và 9 xã như hiện nay.