จังหวัดหล่มศักดิ์ เดิมเป็นจังหวัดหนึ่งขึ้นกับมณฑลเพชรบูรณ์ เมื่อมณฑลเพชรบูรณ์ยุบก็ขึ้นกับมณฑลพิศณุโลก เป็นจังหวัดหนึ่งที่มีชื่อเสียงในฐานะที่เป็นแหล่งผลิตยาสูบภายในประเทศ มีชาติพันธุ์พื้นเมืองเรียกว่า ไทหล่ม หรือลาวหล่ม ที่มีวัฒนธรรมใกล้ชิดกับลาวแถบหลวงพระบาง ในอดีตเป็นจังหวัดชั้นนอกที่กันดาร มีประชากรน้อย และไม่มีเส้นทางคมนาคม
จังหวัดหล่มศักดิ์ เดิมเป็นเมืองหนึ่งขึ้นสร้างในสมัยรัชกาลพระบาทสมเด็จพระนั่งเกล้าเจ้าอยู่หัวหลังสงครามเจ้าอนุวงศ์ เพราะเมืองหล่ม (เก่า) ถูกทำลายไปมาก จึงย้ายมาตั้งเมืองใหม่ริมน้ำสัก จึงเรียกเมืองหล่มแห่งใหม่นี้ว่า "หล่มสัก" (แต่ทางราชการสยามสะกดว่า "หล่มศัก" หรือ "หล่มศักดิ์") ครั้นเวลาต่อมาเมืองหล่มศักดิ์ได้พัฒนาขึ้นเป็นชุมชนใหญ่ ในรัชสมัยพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวได้มีการจัดตั้งมณฑลเทศาภิบาลขึ้น เมืองหล่มศักดิ์จึงขึ้นกับมณฑลเพชรบูรณ์ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2442 ก่อนเปลี่ยนเมืองเป็นจังหวัดในปี พ.ศ. 2459
จังหวัดหล่มศักดิ์ได้มีสร้างระบบสาธารณูปโภคต่าง ๆ อาทิ ตั้งโรงเรียนประจำจังหวัด คือ โรงเรียนสัตรีจังหวัดหล่มศักดิ์ (ปัจจุบันคือโรงเรียนหล่มสักวิทยาคม) และมีการสร้างสนามบินประจำจังหวัดหล่มศักดิ์ (ปัจจุบันคือ ท่าอากาศยานเพชรบูรณ์) เพราะขณะนั้นเมืองหล่มศักดิ์เป็นเมืองห่างไกลและยังไม่มีเส้นทางคมนาคม การนี้ชาวจังหวัดหล่มศักดิ์ได้ร่วมกันบริจาคเงินเพื่อสร้างเครื่องบินชื่อ "จังหวัดหล่มศักดิ์ 1" ที่ตั้งชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่ชาวหล่มศักดิ์ที่ได้ร่วมบริจาคสืบต่อไป
แต่ภายหลังจังหวัดหล่มศักดิ์ถูกยุบรวมเข้ากับจังหวัดเพชรบูรณ์ เมื่อวันที่ 21 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2474 เพื่อประหยัดงบประมาณราชการ โดยมีสถานะเป็นอำเภอวัดป่า ก่อนเปลี่ยนเป็นอำเภอหล่มศักดิ์ หลังจากนั้นการสะกดคำว่า "หล่มศักดิ์" เป็น "หล่มสัก" เกิดขึ้นและถูกเปลี่ยนกลับหลายครั้งตั้งแต่ปี พ.ศ. 2484 จนในปี พ.ศ. 2489 จึงสะกดว่า "หล่มสัก" สืบมา
