O município de Poço Branco foi criado no dia 26 de julho de 1963, pela Lei nº. 2.899, desmembrando-se do município de Taipu e se tornando uma cidade do RN. O ato foi assinado pelo então governador em exercício do RN, Roberto Pereira Varela (ex-deputado estadual e ex-prefeito de Ceará Mirim). Para concluir este processo, o poçobranquense Cícero Freitas foi indicado como o primeiro prefeito da cidade.
Até o governo de Aluízio Alves (1961-1966) já havia se tentado desmembrar Poço Branco de Taipu por algumas vezes, mas todas sem sucesso. A origem de seu nome está datada por volta de 1890, quando os primeiros moradores do povoado deram este nome ao lugar devido aos poços de água cristalina que existiam à margem do rio Ceará Mirim.
A história da cidade começa, de fato, com a construção da Barragem Engenheiro José Batista do Rego Pereira, iniciada em julho de 1959 e inaugurada em Dezembro de 1969. Durante esses dez anos foi concluído o processo de indenização das famílias que moravam no curso do rio Ceará Mirim e passaram a habitar a nova cidade.