Sejarah berdirinya Bappeda bedasarkan Undang-undang Nomor 5 Tahun 1974 dengan nama Bappeda Tingkat I Bali yang beralamat di Jalan Raya Gianyar. Ruang lingkup kerjanya meliputi Bidang Fisik dan Prasarana, Bidang Ekonomi, Bidang Sosial Budaya, Bidang Pengendalian, dan Bidang Kesekretariatan. Di awal pendiriannya, diketuai oleh Drs. Dewa Made Wedagama (1974-1984).
Pada tanggal 10 Januari 1985, berdasarkan Keputusan Gubernur Kepala Daerah Tingkat I Bali Nomor I Bali Nomor 2 Tahun 1985, ditetapkan mengenai pembentukan, susunan organisasi dan tata kerja Badan Perencanaan Pembangunan Daerah Tingkat I Bali. Badan ini dibentuk karena dirasakan urgensinya dalam menyusun rencana pembangunan yang terkoordinasi, sinkron dan terpadu untuk Daerah Tingkat I Bali.
Tahun 1986, Bappeda Tingkat I Bali mendirikan kantor baru di kawasan Renon, tepatnya di Jalan Kapten Tjok Agung Tresna Denpasar, namun kegiatan operasionalnya masih berlangsung di dua tempat. Setelah Tahun 1987 aktivitas opersionalnya dipusatkan di kantor baru. Berdasarkan Undang-undang Nomor 22 Tahun 1999 tentang Pemerintah Daerah, nama Bappeda Tingkat I Bali diubah menjadi Bappeda Provinsi Bali. Ruang lingkup kerjanya meliputi Sekretariat, Bidang Fisik dan Prasarana, Bidang Ekonomi, Bidang Statistik dan Evaluasi, Bidang Penelitian, dan Bidang Sosial Budaya.
Dengan dikeluarkannya Peraturan Pemerintah Nomor 41 Tahun 2007 tentang Organisasi Perangkat Daerah, mengamanatkan penetapan susunan organisasi dan tata kerja perangkat daerah dengan Peraturan Daerah Provinsi Bali Nomor 2 Tahun 2008 dan Peraturan Gubernur Nomor 36 Tahun 2008. Ruang lingkup kerjanya meliputi Sekretariat, Bidang Penataan Ruang dan Lingkungan Hidup, Bidang Prasarana Wilayah, Bidang Statistik dan Evaluasi, Bidang Ekonomi, Bidang Penelitian dan Pengembangan, Bidang Ketataprajaan dan Bidang Sosial Budaya.
Mengawali Tahun 2020, melalui Peraturan Gubernur Bali, terdapat perubahan nomenklatur menjadi Badan Perencanaan Pembangunan Daerah Provinsi Bali. Ruang lingkup kerjanya meliputi Sekretariat, Bidang Perencanaan, Pengendalian dan Evaluasi Pembangunan, Bidang Infrastruktur Kewilayahan, Bidang Pemerintahan dan Pembangunan Manusia, Bidang Perekonomian dan Sumber Daya Alam.
Adapun daftar nama pemimpin Bappeda menurut periode/masa masa jabatannya sebagai berikut :
- Drs. Dewa Made Wedagama (1974-1984) Ketua Bappeda
- Drs. I Wayan Rendha (1984-1994) Ketua Bappeda
- Drs. Ida Bagus Ardhana (1994-1999) Ketua Bappeda
- Ida Bagus Ngurah Kasayatna, SH (1999-2001) Ketua Bappeda
- Ir. Putu Sujana Cahyanta, M.Si (2001-2005) Kepala Bappeda
- Drs. Made Adi Djaya, Ak (2005-2008) Kepala Bappeda
- Ir. I Wayan Subagiarta (2008-2009) Kepala Bappeda
- Ir. I Nengah Suarca, M.Si (2009) Kepala Bappeda
- Drs. I Ketut Canang (2010) Kepala Bappeda
- Cokorda Ngurah Pemayun, SH. MH (2011 – 2013) Kepala Bappeda
- Ir. I Putu Astawa, M.MA (2013 – 2018) Kepala Bappeda Litbang
- I Wayan Wiasthana Ika Putra,S.Sos.,M.Si (2018 – 2019) Kepala Bappeda Litbang Provinsi Bali.
- I Wayan Wiasthana Ika Putra,S.Sos.,M.Si (2020 – Sekarang) Kepala Bappeda Provinsi Bali.