據《元和郡縣志》：“因洋水為名。”漢于北部置安陽縣。三國魏安陽縣移治今石泉縣境。北魏正始中于今龍亭鎮置龍亭縣并兼為晉昌郡治，延昌三年（514年）于興勢山上設興勢縣，治今洋縣東北。西魏大統十二年（546年）設黃金縣，治今縣東黃金谷。廢帝二年（553年）改晉昌郡為儻城郡，移治于今洋州鎮。隋大業二年（606年）興勢縣治遷郡治。
唐貞觀二十三年（649年）改興勢縣為興道縣；開元十八年（730年）在今華陽鎮置華陽縣。天寶三年（744年）廢華陽縣；八年復置，改名真符縣；十五年移洋川郡治于興道縣。乾元元年（758年）改洋川郡為洋州。北宋乾德四年（966年）廢黃金縣，真符縣城遷黃金城。蒙古至元二年（1265年）廢興道、真符二縣，轄地劃歸洋州直轄。
明洪武三年（1370年）降洋州為洋縣，以原治今西鄉縣涇洋河畔（今楊營鄉四季河附近）得名，屬漢中府。1914年屬漢中道。1928年直屬省。1949年屬陜南行署區。1951年屬南鄭專區。1953年屬漢中專區。1961年屬漢中專區。1969年屬漢中地區。1996年屬漢中市。
1996年，紙坊鄉并入城關鎮并更名為洋州鎮，貫溪撤鄉設鎮，戚氏、八龍2鄉合并為戚氏鎮，東柳鄉并入龍亭鎮，前灣鄉并入謝村鎮，倪家鄉并入馬暢鎮，五間、湑水2鄉合并為湑水鎮，溢水、花園、陽坪3鄉合并為設溢水鎮，小江鄉、二龍鄉并入磨子橋鎮，黃家營、安嶺2鄉合并為黃家營，龍嘴鄉并入黃安鎮，槐樹關、石槽鄉、羅曲3鄉合并為槐樹關鎮，金水、站房2鄉合并為金水鎮，
1999年，全縣總面積3206平方千米，總人口436320人，其中農業人口394271，占總人數的90.3％。轄16鎮16鄉：洋州鎮、馬暢鎮、龍亭鎮、華陽鎮、茅坪鎮、金水鎮、貫溪鎮、戚氏鎮、黃安鎮、黃金峽鎮、黃家營鎮、謝村鎮、湑水鎮、溢水鎮、槐樹關鎮、磨子橋鎮、八里關鄉、長溪鄉、石關鄉、四郎鄉、白石鄉、陽河鄉、關帝鄉、酉水鄉、良心鄉、沙溪鄉、坪堵鄉、草廟鄉、桑溪鄉、鐵河鄉、秧田鄉、窯坪鄉。縣政府駐洋州鎮。
2000年第五次人口普查，洋縣常住總人口384374人，其中：洋州鎮46573人、戚氏鎮23411人、貫溪鎮16140人、龍亭鎮22408人、謝村鎮37461人、馬暢鎮19296人、胥水鎮19372人、溢水鎮11984人、磨子橋鎮26643人、黃家營鎮15422人、黃安鎮15995人、黃金峽鎮10537人、槐樹關鎮24964人、金水鎮5292人、華陽鎮6641人、茅坪鎮7298人、自石鄉6734人、長溪鄉7603人、鐵河鄉2196人、四郎鄉9173人、關帝鄉4239人、窯坪鄉1566人、草廟鄉7800人、沙溪鄉5449人、石關鄉5309人、酉水鄉4139人、陽河鄉2697人、溪鄉3864人、秧田鄉5271人、良心鄉4135人、八里關鄉4009人、坪堵鄉753人。
2001年，撤銷陽河鄉并入槐樹關鎮，撤銷酉水鄉并入金水鎮，撤銷良心鄉并入桑溪鄉，撤銷沙溪鄉并入草廟鄉，撤銷坪堵鄉并入華陽鎮，撤銷鐵河鄉并入關帝鄉。調整后，洋縣轄16個鎮、10個鄉：洋州鎮、戚氏鎮、貫溪鎮、龍亭鎮、謝村鎮、馬暢鎮、胥水鎮、溢水鎮、磨子橋鎮、黃家營鎮、黃安鎮、黃金峽鎮、槐樹關鎮、金水鎮、華陽鎮、茅坪鎮、白石鄉、長溪鄉、四郎鄉、關帝鄉、窯坪鄉、草廟鄉、石關鄉、秧田鄉、桑溪鄉、八里關鄉。
2010年第六次人口普查，洋縣常住總人口383981人，其中：洋州鎮64349人，戚氏鎮23827人，貫溪鎮16285人，龍亭鎮22856人，謝村鎮38466人，馬暢鎮15552人，胥水鎮18332人，溢水鎮10796人，磨子橋鎮26667人，黃家營鎮13035人，黃安鎮15306人，黃金峽鎮9788人，槐樹關鎮25643人，金水鎮8889人，華陽鎮6766人，茅坪鎮5907人，白石鄉5886人，長溪鄉6535人，四郎鄉8283人，關帝鄉5849人，窯坪鄉1311人，草廟鄉13696人，石關鄉4628人，秧田鄉4482人，桑溪鄉7713人，八里關鄉3134人。
2011年，撤銷貫溪鎮并入洋州鎮，撤銷湑水鎮并入謝村鎮，撤銷窯坪鄉并入溢水鎮，撤銷秧田鄉并入金水鎮，撤銷石關鄉并入黃安鎮，撤銷草廟鄉并入磨子橋鎮；撤銷白石鄉、四郎鄉、長溪鄉、八里關鄉、桑溪鄉、關帝鄉鄉的建制，相應設鎮的建制。調整后，洋縣轄20個鎮：洋州鎮、戚氏鎮、龍亭鎮、謝村鎮、馬暢鎮、溢水鎮、磨子橋鎮、黃家營鎮、黃安鎮、黃金峽鎮、槐樹關鎮、金水鎮、華陽鎮、茅坪鎮、白石鎮、長溪鎮、四郎鎮、關帝鎮、桑溪鎮、八里關鎮。
2012年末，洋縣面積3194.2平方千米，戶籍人口446420人，常住人口38.41萬人。2013年末，洋縣轄20個鎮，共有6個社區、362個行政村，縣政府駐洋州鎮。
2015年，撤銷白石鎮、四郎鎮、洋州鎮，設立洋州街道和紙坊街道；撤銷長溪鎮，并入龍亭鎮；撤銷戚氏鎮，設立戚氏街道。撤銷100個行政村，保留261個行政村。調整后，洋縣轄3個街道、15個鎮。