Området runt Khao Sok beräknas till en ålder av över 160 miljoner år, skapat genom kontinentförskjutningar, klimatförändringar, erosion och ansamlingar av sediment. För omkring 300 miljoner år sedan skapades under gynnsamma förutsättningar beroende på klimatet och en högre havsnivå, ett enormt stort korallrev som sträckte sig från Himalaya och Kina ner till Borneo och var större än det nutida stora barriärrevet, av vilket man idag kan ser rester i form av tornliknande kalkstensklippor vilka reser sig högt över sjön med en högsta punkt av 961 meter, och får området att delvis likna havsvikar längs Thailands kust. När den indiska och den eurasiatiska kontinentalplattorna kolliderade skapades Himalaya, och delar av korallrevet sköts upp i höjden som karakteristiska vertikala branta klippor. När glaciärerna smälte efter den sista istiden skapades och ett dussintal vattenfall runtom sjön.[1]

Södra delarna av Thailand befolkades från Borneo för cirka 40 000 år sedan, och de första mänskliga spåren i Khao Sok hittades under 1700-talet. 1944 drabbades stora delar av lokalbefolkningen av en epidemi, och de få överlevande flyttade en tid till det närliggande Takua Pa. 1941 byggdes Route 401, en motorväg med sträckning mellan Phun Pin i Surat Thani provinsen till Takua Pa i Phang Nga. Under ett uppror på sjuttiotalet tog aktivister skydd i grottor i parken och höll för en sjuårig period soldater, gruvarbetare, och jägare borta från parken.

Nationalparken inrättades den 22 december 1980 som den 27:e nationalparken i landet. Parken omgärdar också den 165 km² konstgjorda Cheow Lansjön, ett vattenmagasin som tillkom efter att man längs floden Klong Saeng byggt en 94 meter hög dammbyggnad och ett kraftverk vid Rajjaprapha för att alstra energi,[2] eftersom området har största nederbörden i Thailand.

Kraftverket försörjer södra Thailand och Malaysia med elkraft, och strandområdet som bildades efter fördämningen har blivit ett populärt turistmål.

Dammbyggnaden, som delvis kan betraktas som en ekologisk katastrof, varunder bland annat 52 fiskarter permanent försvann, har starkt kritiserats, men också gett upphov till stora möjligheter att komma naturen nära med hjälp av motorbåt, kajak eller liknande mindre fartyg, gör naturen unik genom sin stora tillgänglighet.