อำเภอภูซาง เป็นเมืองโบราณที่ค้นพบหลักฐานจากพงศวดารโยนก ว่าเมืองเชียงแรง เป็นเมืองเก่าที่มีอายุไม่ต่ำกว่า 900 ปี เป็นเมืองหนึ่งของอาณาจักรภูกามยาว เป็นเมืองที่เกิดขึ้นพร้อมกับ เมืองลอ เมืองเทิง  เมืองคอบ  เมืองออย  เมืองปง  เมืองเชียงคำ  ฯลฯ
          ในปี พ.ศ. 2473 ได้มีการจัดตั้งระเบียบการปกครองใหม่  เป็นเจ้าเมืองข้าหลวง และได้ตราพระราชบัญญัติมณฑลพายัพ  ในปี  2475  มีการเปลี่ยนแปลงระบอบการปกครอง ได้ยุบตำแหน่งเจ้าผู้ครองนครเสียหมด เมืองต่างๆ จึงมีฐานะเป็น  อำเภอ ซึ่งกิ่งอำเภอภูซางขึ้นอยู่กับการปกครองของอำเภอเชียงคำมาโดยตลอด จนกระทั่งเมื่อวันที่  26  มิถุนายน  2539  กระทรวงมหาดไทยได้ประกาศแยกพื้นที่ของอำเภอ เชียงคำ จำนวน 5 ตำบล จัดตั้งเป็นกิ่งอำเภอใหม่ มีชื่อว่า “กิ่งอำเภอภูซาง” มีผลตั้งแต่ วันที่ 15 กรกฎาคม 2539 เป็นต้นมา และวันที่ 8 กันยายน 2550 กิ่งอำเภอภูซาง ได้ยกฐานะเป็น“ อำเภอภูซาง”
 
ลักษณะที่ตั้งแนวเขตการปกครอง

อำเภอภูซางอยู่ทางทิศตะวันออกเฉียงเหนือของจังหวัดพะเยา  ห่างจากจังหวัด ประมาณ 95 กิโลเมตร ห่างจากกรุงเทพ  822  กิโลเมตร  พื้นที่อำเภอภูซาง เป็นที่ราบสลับภูเขา ประมาณร้อยละ 70  ภูเขาโอบล้อม ตั้งแต่ทิศตะวันตกขึ้นไปทางเหนือจนสิ้นสุดทางทิศตะวันอออกด้านชายแดนสาธารณรัฐประชาธิปไตยประชาชนลาว ทิศตะวันออกและทิศใต้เป็นที่ราบสลับภูเขา

          ประมาณ  298,476  ตารางกิโลเมตร  หรือ  183,428  ไร่

          ทิศเหนือ          ติดต่อกับ อำเภอเทิง    จังหวัดเชียงราย
          ทิศใต้                       ติดต่อกับ  อำเภอเชียงคำ  จังหวัดพะเยา
          ทิศตะวันออก     ติดต่อกับ สาธารณรัฐประชาธิปไตยประชาชนลาว ( เมืองคอบ  แขวงไชยบุรี )
          ทิศตะวันตก                ติดต่อกับ  อำเภอเชียงคำ  จังหวัดพะเยา
ลักษณะภูมิประเทศ  ภูมิอากาศ  ทรัพยากรธรรมชาติ  และสิ่งแวดล้อม

          สภาพพื้นที่เป็นที่ราบสลับภูเขา  ประมาณร้อยละ 70 ภูเขาโอบล้อมตั้งแต่ทิศตะวันตกขึ้นไปทางเหนือจนสิ้นสุดทางทิศตะวันออกด้านชายแดนสาธารณรัฐประชาธิปไตยประชาชนลาวทิศตะวันออกและทิศใต้เป็นที่ราบสลับภูเขาและเนินเขาภูมิอากาศ
 
          ลักษณะทางภูมิอากาศ  เป็นแบบมรสุม   มี  3 ฤดู  คือ:-
                   ฤดูร้อน                     เริ่มตั้งแต่         มีนาคม       -  มิถุนายน
                   ฤดูฝน                      เริ่มตั้งแต่         กรกฎาคม    -  ตุลาคม
                   ฤดูหนาว                    เริ่มตั้งแต่    พฤศจิกายน  -  กุมภาพันธ์

                   ทรัพยากรดิน  แบ่งออกเป็น 5 กลุ่ม ได้แก่ ดินนา 10%   ดินตื้น 5%  ดินภูเขา 70%  ดินไร่ 10% และดินเละ  5%
ทรัพยากรน้ำ   มีแม่น้ำสายสำคัญ 4 สาย ได้แก่ แม่น้ำญวน แม่น้ำบง แม่น้ำลาว และแม่
น้ำเปื๋อย
                   ทรัพยากรป่าไม้   อำเภอภูซางมีพื้นที่ป่าไม้ที่สำคัญ  ได้แก่ อุทยานแห่งชาติภูซาง