單縣古稱單父，由舜帝的老師單卷居住地而得名。周成王封少子臻于此，為單子國。春秋初期，屬宋國，后為魯國單父邑。戰(zhàn)國初期，復(fù)屬宋國。宋滅，改屬齊國。秦置單父縣，屬碭郡，此為單縣建縣之始。漢代三次為縣侯國，一次為縣王國。隋朝恢復(fù)單父縣。唐末置輝州。明洪武元年（1368年）撤單父縣，其地直屬單州。次年7月，降單州為單縣，單縣由此定名，一直沿用至今。
民國期間，先后屬濟寧道、曹濮道和國民黨山東省第二專署、第十一專署。1939年，日本侵略軍建偽單縣公署。1940年3月，共產(chǎn)黨在單縣東南部張寨一帶建立單縣抗日政府。1943年7月，在單縣東北部建立金曹縣抗日政府。1944年6月，在單縣西南部建立臨河縣抗日政府；9月以單縣東南蔡堂、吳溜地區(qū)為依據(jù)建立碭山縣（1947年曾一度改為華碭縣）。1945年12月，臨河縣改為單虞縣。1946年2月，撤銷金曹縣。1949年2月，碭山、虞城（東虞城）兩縣黃河故道以北地區(qū)，劃歸單虞縣。1949年8月，平原省湖西專署機關(guān)進駐單縣城，同時撤銷單虞縣，恢復(fù)原建置，統(tǒng)稱單縣。1952年11月，隨湖西專區(qū)改屬山東省。1953年8月湖西專區(qū)撤銷，單縣歸屬菏澤專區(qū)。1958年12月，菏澤專區(qū)撤銷，改屬濟寧地區(qū)。1959年7月，菏澤專區(qū)恢復(fù)，復(fù)屬菏澤專區(qū)，現(xiàn)屬菏澤市。
1994年12月29日，撤銷浮崗集鄉(xiāng)、李新莊鄉(xiāng)，設(shè)立浮崗集鎮(zhèn)、李新莊鎮(zhèn)（魯政函民字[1996]67號）。1996年，全縣面積1680平方千米，人口111.9萬，轄10鎮(zhèn)27鄉(xiāng)，縣政府駐單城鎮(zhèn)。1998年11月9日，撤銷李半莊鄉(xiāng)，設(shè)立萊河鎮(zhèn)（魯政函民字[1998]32號）。1999年12月22日，撤銷楊樓鄉(xiāng)，設(shè)立楊樓鎮(zhèn)（魯政函民字[1999]37號）。
2000年第五次人口普查，單縣常住總?cè)丝?050701人，其中（14個鎮(zhèn)、23個鄉(xiāng)）：單城鎮(zhèn)127348人，萊河鎮(zhèn)30818人，孫溜鎮(zhèn)31391人，郭村鎮(zhèn)33311人，高韋莊鎮(zhèn)38406人，黃崗鎮(zhèn)31440人，浮崗集鎮(zhèn)21311人，蔡堂鎮(zhèn)34486人，朱集鎮(zhèn)32753人，終興鎮(zhèn)19081人，徐寨鎮(zhèn)37136人，曹馬集鎮(zhèn)10853人，李新莊鎮(zhèn)36763人，楊樓鎮(zhèn)32309人，陳蠻莊鄉(xiāng)23162人，十里鋪鄉(xiāng)29955人，謝集鄉(xiāng)25568人，丁樓鄉(xiāng)17008人，高老家鄉(xiāng)31130人，大李海鄉(xiāng)30418人，曹莊鄉(xiāng)28953人，李新集鄉(xiāng)22062人，聶傅莊鄉(xiāng)14069人，曹叵集鄉(xiāng)25242人，毛莊鄉(xiāng)13722人，孟寨鄉(xiāng)15028人，羅莊鄉(xiāng)25200人，花園鄉(xiāng)30253人，孔集鄉(xiāng)12130人，龍王廟鄉(xiāng)25025人，王小莊鄉(xiāng)20126人，馬樓鄉(xiāng)27632人，張集鄉(xiāng)28394人，黃堆鄉(xiāng)16683人，時樓鄉(xiāng)30584人，李田樓鄉(xiāng)21161人，蘆墓鄉(xiāng)19790人。
2001年，單縣轄14個鎮(zhèn)、6個鄉(xiāng)：時樓鎮(zhèn)、單城鎮(zhèn)、萊河鎮(zhèn)、孫溜鎮(zhèn)、郭村鎮(zhèn)、高韋莊鎮(zhèn)、浮崗鎮(zhèn)、黃崗鎮(zhèn)、楊樓鎮(zhèn)、蔡堂鎮(zhèn)、朱集鎮(zhèn)、終興鎮(zhèn)、徐寨鎮(zhèn)、李新莊鎮(zhèn)、謝集鄉(xiāng)、高老家鄉(xiāng)、曹莊鄉(xiāng)、龍王廟鄉(xiāng)、張集鄉(xiāng)、李田樓鄉(xiāng)。
2002年5月14日，省政府批復(fù)同意：單縣撤銷龍王廟鄉(xiāng)，設(shè)立龍王廟鎮(zhèn)，其行政區(qū)域和人民政府駐地不變。截至2002年12月31日，單縣轄16個鎮(zhèn)、4個鄉(xiāng)：單城鎮(zhèn)、郭村鎮(zhèn)、黃崗鎮(zhèn)、終興鎮(zhèn)、孫溜鎮(zhèn)、高韋莊鎮(zhèn)、徐寨鎮(zhèn)、蔡堂鎮(zhèn)、朱集鎮(zhèn)、李新莊鎮(zhèn)、浮崗鎮(zhèn)、萊河鎮(zhèn)、時樓鎮(zhèn)、楊樓鎮(zhèn)、張集鎮(zhèn)、龍王廟鎮(zhèn)、謝集鄉(xiāng)、高老家鄉(xiāng)、曹莊鄉(xiāng)、李田樓鄉(xiāng)。縣政府駐單城鎮(zhèn)。
2007年12月29日，單縣撤銷單城鎮(zhèn)，以原單城鎮(zhèn)的行政區(qū)域和孫溜鎮(zhèn)、謝集鄉(xiāng)的部分行政區(qū)域以及單縣沙河林場、單縣國營園藝場，設(shè)立北城、南城、園藝三個街道辦事處。原單城鎮(zhèn)北關(guān)、西關(guān)2個社區(qū)居委會，東關(guān)、西關(guān)、北關(guān)、北郊、郭莊、吳溜、單溜、三官廟、孫草廟、趙土樓、廣圣店、四里埠12個行政村劃歸北城街道辦事處管轄。街道辦事處機關(guān)駐原單城鎮(zhèn)人民政府駐地（勝利路中段路北）。原單城鎮(zhèn)西郊、南店子、老山頂、南關(guān)4個社區(qū)居委會，郭黃莊、馬溜、鹿灣、權(quán)樓、董莊、西郊、單樓、七里莊、劉海、魏溜、東郊、南舊關(guān)12個行政村及單縣沙河林場劃歸南城街道辦事處管轄。街道辦事處機關(guān)駐健康路中段路北。原單城鎮(zhèn)單莊、黃樓、張知樓3個行政村，謝集鄉(xiāng)武圣廟、南王莊2個行政村，孫溜鎮(zhèn)樊樓、五里井2個行政村，單縣國營園藝場劃歸園藝街道辦事處管轄。街道辦事處機關(guān)駐舜師路東端路北。至此，全縣轄3個街道、15個鎮(zhèn)、4個鄉(xiāng)：北城街道、南城街道、園藝街道、郭村鎮(zhèn)、黃崗鎮(zhèn)、終興鎮(zhèn)、孫溜鎮(zhèn)、高韋莊鎮(zhèn)、徐寨鎮(zhèn)、蔡堂鎮(zhèn)、朱集鎮(zhèn)、李新莊鎮(zhèn)、浮崗鎮(zhèn)、萊河鎮(zhèn)、時樓鎮(zhèn)、楊樓鎮(zhèn)、張集鎮(zhèn)、龍王廟鎮(zhèn)、謝集鄉(xiāng)、高老家鄉(xiāng)、曹莊鄉(xiāng)、李田樓鄉(xiāng)�？h政府駐北城街道。
2010年，撤銷孫溜鎮(zhèn)，設(shè)立東城街道；撤銷謝集鄉(xiāng)、李田樓鄉(xiāng)，設(shè)立謝集鎮(zhèn)、李田樓鎮(zhèn)。至此，全縣轄4個街道、16個鎮(zhèn)、2個鄉(xiāng)：北城街道、南城街道、園藝街道、東城街道、郭村鎮(zhèn)、黃崗鎮(zhèn)、終興鎮(zhèn)、高韋莊鎮(zhèn)、徐寨鎮(zhèn)、蔡堂鎮(zhèn)、朱集鎮(zhèn)、李新莊鎮(zhèn)、浮崗鎮(zhèn)、萊河鎮(zhèn)、時樓鎮(zhèn)、楊樓鎮(zhèn)、張集鎮(zhèn)、龍王廟鎮(zhèn)、謝集鎮(zhèn)、李田樓鎮(zhèn)、高老家鄉(xiāng)、曹莊鄉(xiāng)�？h政府駐北城街道。
2010年第六次人口普查，單縣常住總?cè)丝?063243人，其中：北城街道60124人，南城街道91016人，園藝街道44809人，東城街道26105人，郭村鎮(zhèn)64595人，黃崗鎮(zhèn)66540人，終興鎮(zhèn)65959人，高韋莊鎮(zhèn)37750人，徐寨鎮(zhèn)58053人，蔡堂鎮(zhèn)42460人，朱集鎮(zhèn)28454人，李新莊鎮(zhèn)34010人，浮崗鎮(zhèn)55092人，萊河鎮(zhèn)47402人，時樓鎮(zhèn)37098人，楊樓鎮(zhèn)43436人，張集鎮(zhèn)40655人，龍王廟鎮(zhèn)48085人，謝集鎮(zhèn)51957人，李田樓鎮(zhèn)43067人，高老家鄉(xiāng)52459人，曹莊鄉(xiāng)24117人。