อำเภอพรเจริญเดิมเป็นหมู่บ้านเล็ก ๆ ชื่อบ้านสามแยก ขึ้นกับเขตปกครองตำบลศรีชมภู อำเภอบึงกาฬ จังหวัดหนองคาย ต่อมาได้มีประชาชนในเขตใกล้เคียงอพยพเข้ามาอยู่มากขึ้น จังหวัดจึงแยกพื้นที่ออกมาจากอำเภอบึงกาฬ ตั้งออกเป็นกิ่งอำเภอพรเจริญ มีพื้นที่ ๒ ตำบล คือ ตำบลศรีชมภู และตำบลดอนหญ้านาง โดยกระทรวงมหาดไทยได้ประกาศตั้งเป็นกิ่งอำเภอพรเจริญ เมื่อวันที่ ๑๖ พฤศจิกายน ๒๕๑๙ และ ได้รับการยกฐานะเป็นอำเภอพรเจริญ เมื่อวันที่ ๑๔ กรกฎาคม ๒๕๒๔

ในปี พ.ศ. ๒๕๕๔ จังหวัดบึงกาฬ ได้รับการแต่งตั้งเป็นจังหวัด อำเภอพรเจริญ จึงแยกตัวออกมาจากจังหวัดหนองคาย ขึ้นต่อจังหวัดบึงกาฬ ตามพระราชบัญญัติตั้งจังหวัดบึงกาฬ พ.ศ. ๒๕๕๔ อันมีผลใช้บังคับตั้งแต่วันที่ ๒๓ มีนาคม ๒๕๕๔ เป็นต้นไป