肥西縣因位于合肥之西得名。1948年12月底，析合肥縣地置肥西縣，民主縣政府成立于楊新圩（今江夏鄉(xiāng)境），屬中共皖西三地委領(lǐng)導(dǎo)。1949年1月初，肥西民主縣政府移駐農(nóng)興小梁崗、周新圩。1949年4月，肥西民主縣政府改稱肥西縣民主政府，直屬皖北行署。6月，縣民主政府移駐上派河鎮(zhèn)。另外，三河鎮(zhèn)自1949年1月解放后設(shè)市（縣級(jí)），屬巢湖專區(qū)。
1949年10月，肥西縣民主政府改稱肥西縣人民政府。1950年，隸屬皖北行署巢湖專區(qū)；4月，三河撤市設(shè)區(qū)，并入肥西。1952年2月，肥西縣改屬皖北行署六安專區(qū)。1952年8月，隸屬安徽省六安專區(qū)。1958年9月，劃屬合肥市。1961年4月，歸劃六安市專區(qū)。1983年7月，復(fù)屬合肥市。
1996年，肥西縣面積2168平方千米，人口約95.8萬(wàn)人，轄11鎮(zhèn)20鄉(xiāng)：上派鎮(zhèn)、三河鎮(zhèn)、花崗鎮(zhèn)、高劉鎮(zhèn)、官亭鎮(zhèn)、小廟鎮(zhèn)、山南鎮(zhèn)、豐樂鎮(zhèn)、桃花鎮(zhèn)、農(nóng)興鎮(zhèn)、新倉(cāng)鎮(zhèn)、肥光鄉(xiāng)、長(zhǎng)崗鄉(xiāng)、高店鄉(xiāng)、聚星鄉(xiāng)、煙墩鄉(xiāng)、北張鄉(xiāng)、袁店鄉(xiāng)、孫集鄉(xiāng)、嚴(yán)店鄉(xiāng)、清平鄉(xiāng)、大柏鄉(xiāng)、金牛鄉(xiāng)、金橋鄉(xiāng)、洪橋鄉(xiāng)、四合鄉(xiāng)、董崗鄉(xiāng)、劉河鄉(xiāng)、柿樹崗鄉(xiāng)、江夏店鄉(xiāng)、南分路鄉(xiāng)。縣政府駐上派河鎮(zhèn)。
1998年，肥西縣面積2186平方千米，轄12個(gè)鎮(zhèn)、19個(gè)鄉(xiāng)：上派鎮(zhèn)、三河鎮(zhèn)、桃花鎮(zhèn)、花崗鎮(zhèn)、高劉鎮(zhèn)、官亭鎮(zhèn)、小廟鎮(zhèn)、山南鎮(zhèn)、豐樂鎮(zhèn)、南崗鎮(zhèn)、農(nóng)興鎮(zhèn)、新倉(cāng)鎮(zhèn)、長(zhǎng)崗鄉(xiāng)、高店鄉(xiāng)、江夏店鄉(xiāng)、南分路鄉(xiāng)、聚星鄉(xiāng)、煙墩鄉(xiāng)、北張鄉(xiāng)、柿樹崗鄉(xiāng)、袁店鄉(xiāng)、孫集鄉(xiāng)、嚴(yán)店鄉(xiāng)、清平鄉(xiāng)、大柏鄉(xiāng)、金牛鄉(xiāng)、洪橋鄉(xiāng)、四合鄉(xiāng)、董崗鄉(xiāng)、金橋鄉(xiāng)、劉河鄉(xiāng)，共有27個(gè)居委會(huì)、560個(gè)村委會(huì)。人口密度433人/平方千米。
2000年第五次人口普查，肥西縣常住總?cè)丝?07219人，其中：上派鎮(zhèn)91484人，三河鎮(zhèn)17179人，桃花鎮(zhèn)18138人，花崗鎮(zhèn)26390人，高劉鎮(zhèn)38695人，官亭鎮(zhèn)31754人，小廟鎮(zhèn)36869人，山南鎮(zhèn)33815人，豐樂鎮(zhèn)37310人，南崗鎮(zhèn)32512人，農(nóng)興鎮(zhèn)38027人，新倉(cāng)鎮(zhèn)15413人，長(zhǎng)崗鄉(xiāng)28080人，高店鄉(xiāng)37280人，江夏店鄉(xiāng)30041人，南分路鄉(xiāng)20609人，聚星鄉(xiāng)17013人，煙墩鄉(xiāng)39567人，北張鄉(xiāng)26666人，柿樹崗鄉(xiāng)29190人，袁店鄉(xiāng)20544人，孫集鄉(xiāng)31554人，嚴(yán)店鄉(xiāng)26326人，清平鄉(xiāng)34146人，大柏鄉(xiāng)19639人，金牛鄉(xiāng)17313人，洪橋鄉(xiāng)16712人，四合鄉(xiāng)20349人，董崗鄉(xiāng)23773人，金橋鄉(xiāng)18838人，劉河鄉(xiāng)20093人，桃花工業(yè)園區(qū)11900人。
2004年，肥西縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)由31個(gè)調(diào)整為29個(gè)：清平鄉(xiāng)并入三河鎮(zhèn)，北張鄉(xiāng)并入上派鎮(zhèn)。2004年底，肥西縣轄12個(gè)鎮(zhèn)、17個(gè)鄉(xiāng)。
2005年12月19日，《合肥市人民政府關(guān)于肥西縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政區(qū)劃調(diào)整的通知》（合政[2005]148號(hào)）：一、撤銷新倉(cāng)鎮(zhèn)、長(zhǎng)崗鄉(xiāng)、大柏鄉(xiāng)、江夏店鄉(xiāng)、金橋鄉(xiāng)、聚星鄉(xiāng)、金牛鄉(xiāng)、孫集鄉(xiāng)、董崗鄉(xiāng)、劉河鄉(xiāng)、洪橋鄉(xiāng)、四合鄉(xiāng)、袁店鄉(xiāng)。二、將原桃花鎮(zhèn)的田埠村并入上派鎮(zhèn)。三、將原嚴(yán)店鄉(xiāng)的九聯(lián)村、建設(shè)村并入三河鎮(zhèn)。四、將原劉河鄉(xiāng)整建制并入嚴(yán)店鄉(xiāng)。鄉(xiāng)政府駐嚴(yán)店。五、將原長(zhǎng)崗鄉(xiāng)的長(zhǎng)崗居委會(huì)和崗北、焦湖、賈郢、南倉(cāng)、南莊5個(gè)村委會(huì)并入高劉鎮(zhèn)。六、將原大柏鄉(xiāng)整建制和原長(zhǎng)崗鄉(xiāng)的新民、將軍、段沖、馬崗、袁中5個(gè)村委會(huì)并入小廟鎮(zhèn)。鎮(zhèn)政府駐五十里小廟。七、將原金牛鄉(xiāng)、洪橋鄉(xiāng)整建制并入山南鎮(zhèn)。鎮(zhèn)政府駐山南館。八、將原江夏店鄉(xiāng)、金橋鄉(xiāng)整建制并入官亭鎮(zhèn)。鎮(zhèn)政府駐官亭。九、將原孫集鄉(xiāng)、董崗鄉(xiāng)、四合鄉(xiāng)整建制并入花崗鎮(zhèn)。鎮(zhèn)政府駐花崗。十、將原新倉(cāng)鎮(zhèn)整建制并入豐樂鎮(zhèn)。鎮(zhèn)政府駐豐樂河。十一、將原袁店鄉(xiāng)整建制并入柿樹崗鄉(xiāng)。鄉(xiāng)政府駐柿樹崗。十二、將南分路鄉(xiāng)更名為銘傳鄉(xiāng)，并將原聚星鄉(xiāng)整建制并入。鄉(xiāng)政府駐南分路。十三、將農(nóng)興鎮(zhèn)更名為紫蓬鎮(zhèn)。十四、保留南崗鎮(zhèn)、高店鄉(xiāng)、煙墩鄉(xiāng)。調(diào)整后，肥西縣總面積2123平方千米，總?cè)丝?6.85萬(wàn)人，轄11個(gè)鎮(zhèn)、5個(gè)鄉(xiāng)：上派鎮(zhèn)、三河鎮(zhèn)、桃花鎮(zhèn)、花崗鎮(zhèn)、高劉鎮(zhèn)、官亭鎮(zhèn)、小廟鎮(zhèn)、山南鎮(zhèn)、豐樂鎮(zhèn)、南崗鎮(zhèn)、紫蓬鎮(zhèn)、高店鄉(xiāng)、銘傳鄉(xiāng)、煙墩鄉(xiāng)、柿樹崗鄉(xiāng)、嚴(yán)店鄉(xiāng)。
2006年，《安徽省民政廳關(guān)于同意將肥西縣南崗鎮(zhèn)整建制劃歸合肥市蜀山區(qū)管轄的批復(fù)》（民地字[2006]41號(hào)）同意將肥西縣南崗鎮(zhèn)劃歸合肥市蜀山區(qū)管轄；《安徽省民政廳關(guān)于同意將肥西縣煙墩鄉(xiāng)整建制劃歸合肥市包河區(qū)管轄的批復(fù)》（民地字[2006]71號(hào)）同意將肥西縣煙墩鄉(xiāng)劃歸合肥市包河區(qū)管轄。
2007年11月，為確保合肥新橋國(guó)際機(jī)場(chǎng)建設(shè)順利進(jìn)行，經(jīng)安徽省政府批準(zhǔn)，將六安市壽縣劉崗鎮(zhèn)的紅塘、柳塘、四沖3個(gè)行政村（總面積17.53平方千米、總?cè)丝?033人）劃歸合肥市肥西縣高劉鎮(zhèn)管轄。
2010年第六次人口普查，肥西縣常住總?cè)丝?58895人，其中：上派鎮(zhèn)171429人，三河鎮(zhèn)45606人，高劉鎮(zhèn)50982人，官亭鎮(zhèn)62965人，小廟鎮(zhèn)62883人，山南鎮(zhèn)63327人，花崗鎮(zhèn)64245人，紫蓬鎮(zhèn)29500人，桃花鎮(zhèn)71638人，豐樂鎮(zhèn)38070人，高店鄉(xiāng)30984人，銘傳鄉(xiāng)31020人，柿樹崗鄉(xiāng)38814人，嚴(yán)店鄉(xiāng)30340人，桃花工業(yè)園管委會(huì)42515人，紫蓬山管委會(huì)24577人。
2013年4月3日，省民政廳（民地字[2013]67號(hào)）批復(fù)同意將肥西縣的高劉鎮(zhèn)整建制劃歸合肥市蜀山區(qū)管轄（4月16日市政府批復(fù)同意高劉鎮(zhèn)整建制劃歸蜀山區(qū)管轄，由蜀山區(qū)委托經(jīng)開區(qū)管理；9月1日正式移交蜀山區(qū)，由合肥市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)托管）。同年，省民政廳（民地字[2013]140號(hào)）批復(fù)同意將肥西縣的小廟鎮(zhèn)整建制劃歸合肥市蜀山區(qū)管轄。2014年10月9日，高劉鎮(zhèn)增掛高劉社區(qū)管理委員會(huì)牌子（一個(gè)機(jī)構(gòu)兩套牌子）。