Sartų ežeras ir jo apyežerės valstybiniu mastu saugomos jau nuo 1960 m. paskelbus šią teritoriją Dusetų landšaftiniu draustiniu. Draustinio plotas iš pradžių sudarė 6088 ha, 1972 m. draustinio ribos buvo praplėstos iki 8279 ha, o 1983 m. patvirtintos naujai draustinio plotą sumažinant iki 7221 ha. Dusetų landšaftinio draustinio tikslas buvo apsaugoti vaizdingas Sartų, Zalvės ir kitų ežerų kalvotas pakrantes, Dusetų girią bei jos gyvūniją, kitus miškus — vietas, gausiai lankomus turistų ir poilsiautojų. Landšaftinio draustinio teritorijoje buvo draudžiama įrengti karjerus, sąvartynus, tiesinti upių, upelių vagas, ribojamas trąšų, pesticidų sandėlių įrengimas, trąšų barstymas naudojant aviaciją ir pan. Miškuose, sugriežtinto režimo zonose, siekiant išsaugoti ar suformuoti brandesnius medynus (iki 130 m. amžiaus) buvo ribojami arba draudžiami pagrindinio naudojimo kirtimai. Šiuose, buvusios sugriežtinto režimo zonos, miško kvartaluose išliko ir koncentruojasi didžiausia biologinė įvairovė.

Sartų regioninis parkas įsteigtas 1992 m. siekiant išsaugoti unikalioje dubaklonių sankirtoje susiformavusį Sartų ežero kraštovaizdį, jo gamtinę ekosistemą bei kultūros paveldo vertybes, jas tvarkyti ir racionaliai naudoti. 1996 m. LR Vyriausybės nutarimu patvirtintas Sartų regioninio parko ir jo zonų ribų planas, kuriuo nustatytas regionino parko plotas — 12 248 ha. 2009 m gegužės 13 d. LR Vyriausybės nutarimu patvirtintas naujas regioninio parko plotas — 12 107 ha, bei nustatyta 580 ha buferinė apsaugos zona.