Khu công nghiệp Thuận Thành I được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt bổ sung vào quy hoạch phát triển các khu công nghiệp tỉnh Bắc Ninh tại Văn bản số 1511/TTg-KTN ngày 20/08/2014 với diện tích quy hoạch dự kiến ban đầu là 250 ha. Ngày 15/11/2020, tại văn bản số 1402/TTg-CN của Thủ tướng Chính phủ, KCN Thuận Thành I được phê duyệt điều chỉnh vị trí quy hoạch ban đầu tại các xã Song Liễu và Ngũ Thái, huyện Thuận Thành sang vị trí quy hoạch mới tại các xã Trạm Lộ, Ninh Xá và Nghĩa Đạo, huyện Thuận Thành, đồng thời giữ nguyên diện tích quy hoạch là 250 ha. Ngày 18/11/2020, Đồ án quy hoạch phân khu xây dựng Khu công nghiệp Thuận Thành I tỷ lệ 1/2000 được UBND tỉnh Bắc Ninh phê duyệt tại Quyết định số 538/QĐ-UBND. Theo đó, khu công nghiệp Thuận Thành 1 có tổng quy mô quy hoạch là 262,71 ha, bao gồm 249,75 ha đất khu công nghiệp và 7,71 ha đất nghĩa trang, 5,25 ha đất hoàn trả hệ thống kênh mương thủy lợi. Diện tích đất công nghiệp cho thuê của khu công nghiệp là 181,1696 ha/249,75 ha (chiếm tỷ lệ 72,54%). Ngày 17/02/2021, Dự án đầu tư phát triển kết cấu hạ tầng khu công nghiệp Thuận Thành I được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Chủ trương đầu tư tại Quyết định số 210/QĐ-TTg cho chủ đầu tư là Tổng Công ty Viglacera - CTCP (được biết đến với nhiều khu công nghiệp thành công khác như KCN Tiên Sơn, Yên Phong, Đồng Văn IV, Phú Hà, Yên Phong 2C...) với tổng vốn đầu tư của dự án là 2.847,819 tỷ đồng trên quy mô sử dụng đất là 249,75 ha theo quy hoạch. Dự án có thời hạn hoạt động là 50 năm (đến ngày 17/02/2071). Sau đó khu công nghiệp được chính thức thành lập tại Quyết định số 130/QĐ-UBND ngày 12/04/2021 với tên gọi chính thức là Khu công nghiệp Thuận Thành I.
Về vị trí liên kết vùng, khu công nghiệp Thuận Thành có ranh giới phía tây tiếp giáp với Quốc lộ 38 và phía Nam tiếp giáp với đường vành đai 4 khu vực thủ đô Hà Nội (đi qua 04 tỉnh thành Hà Nội - Hưng Yên - Bắc Ninh - Bắc Giang - Vĩnh Phúc), tạo cho KCN khả năng kết nối giao thông tới các trung tâm kinh tế, chính trị lớn vô cùng thuận lợi: - Cách trung tâm thành phố Hà Nội 33 km - Cách trung tâm thành phố Bắc Ninh 20 km - Cách sân bay quốc tế Nội Bài 47 km - Cách cảng Đình Vũ 92 km; cách cảng Cái Lân 129 km; cách cảng nước sâu Lạch Huyện 103 km - Cách Ga Gia Lâm (Hà Nội) khoảng 28 km