มีผู้รวบรวมประวัติความเป็นมาของอำเภอทุ่งเสลี่ยมไว้ต่างๆ กัน โดยได้ข้อสันนิษฐานของคำว่า “ทุ่งเสลี่ยม” ไว้เป็น 3 ลักษณะ คือ
· ทุ่งเสลี่ยม มาจาก สะเลี่ยม (สะเดา) เพราะที่บริเวณนั้นมีต้นสะเดามาก
· ทุ่งเสลี่ยม มาจาก เหลี่ยม (งูเหลือม หรืองูหลาม) เพราะมีงูเหลือมขนาดใหญ่ เข้ามาจับสัตว์ในบริเวณนั้นอยู่เป็นนิจ
· ทุ่งเสลี่ยม มาจาก คำว่าสระสี่เหลี่ยม เพราะมีหลักฐานปรากฏอยู่ในหมู่บ้านทุ่งเสลี่ยม ตามที่ผู้เฒ่าผู้แก่ได้เล่าให้ฟังว่าเดิม เรียกกันว่าบ้าน
“สระสี่เหลี่ยม” ต่อมามีคนอพยพเข้ามาอยู่ได้ทำการหักล้างถางพงป่า ทำนา ทำไร่ ทำสวน มองดูเวิ้งว้างเลยเรียกว่า “บ้านทุ่งเสลี่ยม” ต่อมาได้แยกเขตการปกครองเป็นกิ่งอำเภอทุ่งเสลี่ยม เมื่อ พ.ศ. 2500 และเป็นอำเภอทุ่งเสลี่ยม เมื่อ พ.ศ. 2502 อำเภอทุ่งเสลี่ยมเป็นอำเภอหนึ่งของจังหวัดสุโขทัย
เมื่อปี พ.ศ.2428 ชาวเมืองลำปางพาครอบครัวลงมาหาเสบียง 300 คนเศษ ชนกลุ่มนี้ต่อมาพัฒนาเป็นชุมชนใหญ่ของอำเภอทุ่งเสลี่ยม คนที่เข้ามาอยู่ในท้องที่อำเภอทุ่งเสลี่ยม เดิมเป็นคนที่อาศัยอยู่ในเขตอำเภอเถิน จังหวัดลำปาง เมื่ออพยพเข้ามาอยู่ใหม่ ๆ เป็นป่าดงดิบทึบ ราษฎรซึ่งมีอาชีพในการล่าสัตว์ และเอาเนื้อและหนังไปขายและแลกข้าวที่บ้านปากคลองช้างปากคลองแห้งในท้องที่ตำบลเมืองบางขลังอำเภอวังไม้ขอน จังหวัดสวรรคโลก ปัจจุบันเป็นหมู่ที่ 3 บ้านทุ่งเสลี่ยม ตำบลทุ่งเสลี่ยม และเป็นที่ตั้งวัดทุ่งเสลี่ยมซึ่งเป็นที่ประดิษฐานหลวงพ่อศิลา
28 ตุลาคม พ.ศ. 2479 ได้มีประกาศกระทรวงมหาดไทยลงวันที่ 28 ตุลาคม 2479 แยกหมู่บ้านรวม 11 หมู่บ้านของตำบลนาทุ่ง อำเภอวังไม้ขอน จังหวัดสวรรคโลก ตั้งเป็นตำบลทุ่งเสลี่ยม อำเภอวังไม้ขอน จังหวัดสวรรคโลก (ราชกิจจานุเบกษา เล่น 53 หน้า 2012 ลงวันที่ 1 พฤศจิกายน 2479)
พ.ศ. 2482 จังหวัดสวรรคโลกได้เปลี่ยนเป็นจังหวัดสุโขทัย และอำเภอวังไม้ขอนได้เปลี่ยนชื่อเป็นอำเภอสวรรคโลก
11 พฤศจิกายน พ.ศ. 2484 ได้มีประกาศกระทรวงมหาดไทย ลงวันที่ 11 พฤศจิกายน 2484 แยกหมู่ที่ 6-11 ของตำบลทุ่งเสลี่ยม อำเภอสวรรคโลก จัดตั้งเป็นตำบลขึ้นอีกตำบลหนึ่ง ขนานนามว่าตำบลกลางดง มี 6 หมู่บ้าน (ราชกิจจานุเบกษา เล่ม 49 หน้า 4063 ลงวันที่ 18 พฤศจิกายน 2484)
19 พฤษภาคม พ.ศ. 2500 ได้มีประกาศกระทรวงมหาดไทย ลงวันที่ 19 พฤษภาคม 2500 ยกฐานะตำบลทุ่งเสลี่ยมขึ้นเป็นกิ่งอำเภอ เรียกว่า กิ่งอำเภอทุ่งเสลี่ยม ให้ขึ้นอยู่ในความปกครองของอำเภอสวรรคโลก และให้มีเขตการปกครองรวม 2 ตำบล คือ ตำบลทุ่งเสลี่ยมและตำบลกลางดง (ราชกิจจานุเบกษา เล่ม 74 ตอนที่ 51 หน้า 1281-1281 ลงวันที่ 4 มิถุนายน 2500)
31 สิงหาคม พ.ศ. 2500 ได้มีประกาศกระทรวงมหาดไทย ลงวันที่ 29 สิงหาคม 2500 ตั้งตำบลไทยชนะศึก กิ่งอำเภอทุ่งเสลี่ยม อำเภอสวรรคโลก
11 ธันวาคม พ.ศ. 2502 ได้มีพระราชกฤษฎีกาตั้งกิ่งอำเภอทุ่งเสลี่ยมเป็น อำเภอทุ่งเสลี่ยม (ราชกิจจานุเบกษา เล่ม 76 ตอนที่ 113 ฉบับพิเศษ หน้า 8-10 ลงวันที่ 10 ธันวาคม 2501)
15 กันยายน พ.ศ. 2514 ประกาศกระทรวงมหาดไทยลงวันที่ 7 กันยายน 2514 ตั้งตำบลบ้านใหม่ไชยมงคลในท้องที่อำเภอทุ่งเสลี่ยม
1 สิงหาคม พ.ศ. 2527 ประกาศกระทรวงมหาดไทย ลงวันที 28 สิงหาคม 2527 ตั้งตำบลเขาแก้วศรีสมบูรณ์