以鸞水（今伊河）源出于此得名。鸞川，后內欒木叢生改為欒川。夏商時欒川為有莘之野。漢至北魏置亭，唐置鎮，宋崇寧三年（1104年）始置縣，金貞元二年（1154年）廢縣改鎮。民國時置區，隸陜州盧氏縣。

1947年欒川解放后，析盧氏縣東南部、嵩縣西部置欒川縣。1960年并入嵩縣，1961年復置欒川縣。先后隸豫鄂陜邊區四專區、豫陜鄂邊區三專區、陜南一專區、豫西七專區、陜州專區和洛陽專區。1986年4月隸屬洛陽市。

1996年，欒川縣面積2185平方千米，人口30.4萬人。轄6個鎮、9個鄉：城關鎮、合峪鎮、潭頭鎮、三川鎮、冷水鎮、陶灣鎮、欒川鄉、赤土店鄉、廟子鄉、大清溝鄉、秋扒鄉、獅子廟鄉、白土鄉、叫河鄉、石廟鄉。

1998年12月，經省政府批準，撤銷赤土店鄉，設立赤土店鎮。調整后，欒川縣轄7個鎮、8個鄉。

2000年第五次人口普查，欒川縣總人口312838人，其中：城關鎮41025人、赤土店鎮13910人、合峪鎮20231人、潭頭鎮31523人、三川鎮23458人、冷水鎮17564人、陶灣鎮28241人、欒川鄉29163人、廟子鄉24624人、大清溝鄉5562人、秋扒鄉10101人、獅子廟鄉19026人、白土鄉14276人、叫河鄉17933人、石廟鄉16201人。

2005年，欒川縣鄉鎮區劃調整：撤銷大清溝鄉，其行政區域劃歸廟子鄉管轄，廟子鄉政府駐地不變。調整后，欒川縣轄7個鎮、7個鄉：城關鎮、潭頭鎮、三川鎮、冷水鎮、陶灣鎮、合峪鎮、赤土店鎮、欒川鄉、廟子鄉、白土鄉、叫河鄉、石廟鄉、秋扒鄉、獅子廟鄉。

2009年1月，石廟撤鄉設鎮。2010年4月22日，廟子鄉正式撤鄉建鎮。2011年，獅子廟、白土、叫河3鄉撤鄉建鎮。調整后，欒川縣轄12個鎮、2個鄉：城關鎮、赤土店鎮、合峪鎮、潭頭鎮、三川鎮、冷水鎮、陶灣鎮、石廟鎮、廟子鎮、獅子廟鎮、白土鎮、叫河鎮、欒川鄉、秋扒鄉。