อำเภอดอยหลวงก่อตั้งเป็นกิ่งอำเภอ โดยแยกมาจากอำเภอแม่จัน เมื่อปี 2539 ยกฐานะเป็นอำเภอดอยหลวงเมื่อวันที่ 28 กันยายน 2550 ตามโครงการอำเภอเฉลิมพระเกียรติพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว เนื่องในโอกาสมหามงคลเฉลิมพระชนมพรรษา 80 พรรษา 5 ธันวาคม 2550 มีนายสันติ (สรธร) สันทัด เป็นนายอำเภอคนแรก และมีนายอำเภอคนปัจจุบันคือ นางสาวมินทิรา ภดาประสงค์ นายอำเภอดอยหลวง
สำนักงานสาธารณสุขอำเภอดอยหลวงเริ่มแรกใช้อาคารที่ว่าการอำเภอดอยหลวง ต่อมาได้ย้ายมาใช้สถานีตำรวจภูธรตำบลปงน้อย และต่อมาในปี 2555 ได้รับงบประมาณให้ก่อสร้างอาคารสองชั้นหลังใหม่ก่อสร้างแล้วเสร็จในเดือนมิถุนายน 2556 ตั้งอยู่เลขที่ 79 หมู่ 2 ต.ปงน้อย อ.ดอยหลวง จ.เชียงราย และทำบุญเริ่มใช้อาคารในวันที่ 4 กรกฎาคม 2556
โรงพยาบาลดอยหลวงเริ่มแรกให้บริการตั้งแต่วันที่ 1 เดือน มิถุนายน 2557 โดย รพ.สต.ปงน้อยเป็นสถานที่ให้บริการและได้ย้ายไปให้บริการ ณ โรงพยาบาลดอยหลวงในปัจจุบันในวันที่ 1 ธันวาคม 2557
อำเภอดอยหลวงมีเนื้อที่ 303 ตารางกิโลเมตร ห่างจากจังหวัดเชียงรายประมาณ 50 กิโลเมตร ประกอบด้วย 3 ตำบล ได้แก่ ตำบลปงน้อย ตำบลโชคชัย และตำบลหนองป่าก่อ มีหมู่บ้านทั้งหมด 33 หมู่บ้าน ประชากรส่วนใหญ่ เป็นชาวไทยพื้นราบ ได้แก่ ไทยพื้นเมือง ไทยอีสานและชนเผ่าได้แก่กระเหรี่ยงและเมี้ยน
ทิศเหนือ ติดต่อกับอำเภอเชียงแสน
ทิศใต้ ติดต่อกับอำเภอเวียงเชียงรุ้ง
ทิศตะวันออก ติดต่อกับอำเภอเชียงของ
ทิศตะวันตก ติดต่อกับอำเภอเมืองและอำเภอแม่จัน
ลักษณะภูมิประเทศของอำเภอดอยหลวง
สภาพพื้นที่ส่วนใหญ่เป็นที่ราบระหว่างภูเขาสูง มีแม่น้ำสองสายหลักที่ประชาชนใช้ทำเกษตรกรรม คือแม่น้ำบงที่ไหลผ่านตำบลโชคชัยตำบลหนองป่าก่อ และมีแม่น้ำกกกั้นเป็นเส้นเขตระหว่างอำเภอดอยหลวง กับอำเภอแม่จัน
ลักษณะภูมิอากาศ
อำเภอดอยหลวงมีลักษณะภูมิอากาศแบบร้อนชื้น มี 3 ฤดูกาลคือ ฤดูฝน ฤดูหนาว และฤดูร้อน มีอุณหภูมิคิดเฉลี่ยตลอดปีประมาณ 23 – 33 องศา
การคมนาคมติดต่อ
อำเภอดอยหลวงห่างจากตัวอำเภอเมืองเชียงรายประมาณ 50 กิโลเมตร ใช้ระยะเวลาเดินทางประมาณ 50 นาที โดยรถยนต์ การคมนาคมในอำเภอดอยหลวงมีถนนสายหลักผ่านเชื่อมต่อไปยังอำเภอใกล้เคียงสามารถเดินทางโดยรถยนต์ รถจักรยานยนต์และรถจักรยาน แต่ไม่มีรถโดยสารประจำทางผ่านลักษณะของถนนเป็นถนนลาดยางในถนนเส้นหลักและในหมู่บ้านมีถนนคอนกรีตและถนนลูกลังในการสัญจร
สภาพทางเศรษฐกิจ
ประชาชนส่วนใหญ่ร้อยละ 97 ประกอบอาชีพด้านเกษตรกรรมเป็นหลักโดยการทำนา ทำไร่ ทำสวนยางพารา ข้าวโพด มันสำปะหลัง ถั่วเหลือง ส่วนที่เหลือประกอบอาชีพอื่นได้แก่เลี้ยงสัตว์ รับจ้างทั่วไปและรับราชการ
สถานศึกษาในอำเภอดอยหลวง
สถานศึกษาในอำเภอดอยหลวง สังกัดสำนักงานการประถมศึกษาแห่งชาติ ประกอบด้วย
ระดับมัธยมศึกษา จำนวน 1 แห่ง
ระดับประถมศึกษา จำนวน 14 แห่ง
ศูนย์พัฒนาเด็กเล็ก จำนวน 8 แห่ง
โรงเรียนเอกชน จำนวน 1 แห่ง
ศาสนาและความเชื่อ
ประชาชนร้อยละ 90 นับถือศาสนาพุทธ ร้อยละ 5 นับถือบรรพบุรุษ และ ร้อยละ 5 นับถือศาสนาคริสต์ ตามลำดับ ประกอบด้วยศาสน์สถาน คือวัดพุทธ 30 แห่งและโบสถ์ 4 แห่ง
เขตการปกครอง
อำเภอดอยหลวง แบ่งเขตการปกครองเป็น 3 ตำบล 33 หมู่บ้าน ได้แก่
ตำบลหนองป่าก่อ จำนวน 10 หมู่บ้าน
ตำบลปงน้อย จำนวน 11 หมู่บ้าน
ตำบลโชคชัย จำนวน 12 หมู่บ้าน