Dalam sejarah Luak Limo Puluah, Koto Tuo merupakan sebuah nagari yang tertua dan merupakan turunan dari Pagaruyuang. Pada masa dulunya wilayah Koto Tuo pertama kali dihuni oleh Dt. Rajo Mamangun dan anak kemenakannya. Kemudian sampai pulalah di Koto Tuo rombongan Dt. Simarajo Alam dari Pagaruyuang dalam rangka mencari kerbau bertanduk emas. Namun Kerbau bertanduk emas tersebut tak kunjung bertemu maka Dt. Simarajo Alam bersama rombongannya memutuskan untuk tidak kembali ke Pagaruyung dan menetap di Koto Tuo bersama Dt. Rajo Mamangun. Wilayah Koto Tuo yang merupakan suatu wilayah pemukiman yang pada masa dulunya diberi nama Taratak, kemudian dengan bertambahnya penduduk yang tinggal di Koto Tuo diberi nama Dusun dan dengan perkembangan penduduk selanjutnya wilayah Koto Tuo diberi nama Koto. Daerah Koto Tuo yang merupakan Koto yang tertua di wilayah tersebut maka diberilah Nama Koto Tuo. Kemudian anak nagari Koto Tuo membuka daerah perladangan dan pertanian disekitar pemukiman seperti di Pulutan, Tanjung Pati dan Padang Rantang.  Pemukiman ini berkembang dengan pesat dan masyarakat dari nagari lain mulai berdatangan ke Koto Tuo dan “malakok” kepada Mamak yang sudah ada di Koto Tuo pada waktu itu.

Pada masa Penjajahan Kolonial Belanda Nagari Koto Tuo mempunyai sejarah perjuangan dalam rangka mempertahankan kemerdekaan. Hampir seluruh rumah penduduk dengan segala isinya dibumi hanguskan oleh tentara Kolonial Belanda, para pejuang dan pemuda banyak berguguran. Peristiwa heroik dan memilukan ini sampai sekarang masih dikenang dan diperingati oleh masyarakat Nagari Koto Tuo dengan nama sejarah “ Koto Tuo Lautan Api “. Pada waktu itu Nagari Koto Tuo terdiri dari 4 Jorong, yakni Jorong Koto Tuo, Jorong Pulutan, Jorong Tanjung Pati dan Jorong Padang Rantang.

Pada Tahun 1963 Nagari Koto Tuo sesuai dengan Peraturan Pemerintah pada waktu itu digabung dengan Nagari Lubuak Batingkok dan Gurun yang kemudian bernama Nagari Tiga Batur Padang Barangan.

Pada tahun 1979 Pemerintah mengundangkan Undang-Undang Nomor 5 Tahun 1979 tentang Pemerintahan Desa yang mengatur tentang penyeragaman bentuk pemerintahan terendah di Indonesia.  Undang Undang ini secara otomatis menghapus Pemerintah Nagari yang telah ada turun temurun di Sumatera Barat tak terkecuali di Nagari Koto Tuo. Akibat diberlakunya Undang-Undang tersebut, Nagari Tiga Batur Padang Barangan terpecah menjadi 9 Desa yakni Desa Koto Tuo, Desa Tanjung Pati, Desa Pulutan, Desa Padang Rantang, Desa Koto Tangah, Desa Lubuak Batingkok, Desa Tigo Balai, Desa Gurun dan Desa Lubuk Jantan. 

Pada Tahun 1990an sesuai dengan tuntutan peraturan pemerintah pada waktu itu maka digabung pulalah desa-desa waktu itu menjadi beberapa desa, yakni :

1. Desa Koto Tuo, Desa Koto Tangah dan Desa Padang Rantang menjadi Desa Tigo Koto.
2. Desa Lubuak Batingkok dan Desa Tigo Balai Menjadi Desa Tanjung Beringin.
3. Desa Gurun, Desa Lubuk Jantan menjadi Desa Kubang Tinggi
4. Desa Tanjung Pati (Tetap).
5. Desa Pulutan (Tetap)

Tahun 1999, pemerintah membatalkan segala ketentuan yang ada pada Undang-Undang nomor 5 Tahun 1979 dengan diberlakukannya Undang-Undang Nomor 22 Tahun 1999 tentang Pemerintahan Daerah. Momentum ini dimanfaatkan oleh Pemerintah Provinsi Sumatera Barat untuk mengembalikan bentuk pemerintahan desa ke bentuk pemerintahan nagari melalui Peraturan Daerah Nomor 1 Tahun 2000 tentang Pokok-Pokok Pemerintahan Nagari yang kemudian ditindaklanjuti oleh Peraturan Daerah Kabupaten Lima Puluh Kota Nomor 1 Tahun 2001 tentang Pokok-Pokok Pemerintahan Nagari.  Berdasarkan ketentuan tersebut diatas maka dilakukanlah musyawarah yang melibatkan Ninik Mamak, pemuka masyarakat, alim ulama, cadiak pandai, bundo kanduang dan pemuda.  Setelah melalui perdebatan yang alot dan memakan waktu yang cukup panjang, akhirnya disepakati penggabungan kembali Desa Tigo Koto, Desa Tanjung Pati, Desa Pulutan, Desa Tanjung Beringin, Desa Kubang tinggi menjadi sebuah Nagari yang dikembalikan kepada Nagari Tiga Batur Padang Barangan.

Pada tahun 2001 Nagari Tiga Batur Padang Barangan kembali terbentuk dan Pjs Wali Nagari dijabat oleh Z. Dt. Sipat Rajo. Nagari Tiga batur Padang Barangan kemudian di mekarkan lagi pada tahun 2002 menjadi 3 Nagari, yakni :

1. Nagari Koto Tuo, yang terdiri dari 4 Jorong, yaitu :

• Jorong Koto Tuo, Jorong Tanjung Pati
• Jorong Pulutan
• Jorong Padang Rantang

2. Nagari Lubuak Batingkok, yang terdiri dari 3 Jorong, yaitu :

• Jorong Lubuak Batingkok
• Jorong Tigo Balai
• Jorong Koto Tangah

3. Nagari Gurun yang terdiri dari 3 Jorong yaitu :

• Jorong Gurun
• Jorong Badurian
• Jorong Balai Tinggi

Pada tahun 2002 Nagari Koto Tuo terbentuk dan berdasarkan hasil pemilihan Wali Nagari pada Tahun 2002 tersebut terpilih sebagai Wali nagari defenitif pertama diera Kembali ke nagari yaitu Bapak Yuni Fasri. Setelah periode 5 (lima) tahun kepemimpinan Wali Nagari tersebut, maka diadakanlah pemilihan Wali Nagari yang kedua maka terpilihlah Bapak Syahrial  Dt. Sinaro Panjang. Selanjutnya setelah 5 (lima) tahun periode kepemimpinan Bapak Syahrial Dt. Sinaro Panjang, maka diadakanlah pemilihan Wali Nagari periode ketiga tahun 2016 dengan jabatan selama 6 (enam), maka terpilihlah kembali Bapak Syahrial  Dt. Sinaro Panjang sebagai Wali Nagari Defenitif .

Pada tahun 2020, karena sudah semakin berkembang dan bertambah pula jumlah penduduk, maka Jorong Tanjung Pati dimekarkan menjadi 3 Jorong, sehingga saat ini Nagari Koto Tuo menjadi 6 jorong yaitu:

1. Jorong Koto Tuo

2. Jorong Pulutan

3. Jorong Tanjung Pati

4. Jorong Padang rantang

5. Jorong Simpang Ompek

6. Jorong Taratak Padang Rajo