Puka asulat on esimest korda mainitud 16. sajandi alguses. Puka sai oma nime ilmselt Thomas Bocki järgi, kellele sealne mõis sama sajandi teisel poolel kuulus. Hiljem jagunes praegune Puka valla ala Vana-Puka (praegu Pukamõisa), Vastse-Puka (Ruuna) ja Väike-Puka (Kolli) mõisate vahel. Praegu vallakeskuseks olev Puka alevik kujunes 19. sajandil seoses Tartu–Valga raudtee ehitamisega.

 

Kuni 1940. aastateni olid praeguse Puka valla territooriumil Aakre ja Kuigatsi vald. 1945. aastal moodustati Kuigatsi valla territooriumil Puka külanõukogu, millega hiljem liideti ka Kuigatsi oma. 1966. aastal liideti Pukaga osa Palupera külanõukogust ja 1973. aastal Aakre külanõukogu.

 

Puka vald moodustati 1992. aasta 13. veebruaril.

 

2017. aastal jagunesid Puka valla külad Eesti omavalitsuste haldusreformi käigus Otepää (Kibena, Kolli, Komsi, Kuigatsi, Kähri, Meegaste, Plika, Prange, Põru, Ruuna ja Vaardi küla), Elva (Aakre, Palamuste, Pedaste, Purtsi, Pühaste ja Rebaste küla) ja Tõrva valla (Soontaga küla) valla vahel.