春秋為楚地。戰(zhàn)國(guó)楚置郇陽(yáng)邑，楚懷王十七年（公元前312年）丹陽(yáng)之戰(zhàn)后歸秦。漢置旬陽(yáng)縣，因位于旬水北得名。屬漢中郡。東漢廢入錫縣。西晉太康四年（283年）復(fù)置，改旬為洵，屬魏興郡。南朝宋、齊為旬陽(yáng)縣。西魏為洵陽(yáng)縣，兼為洵州、洵陽(yáng)郡治；大統(tǒng)十七年（552年）于淯口戍置淯陽(yáng)郡，即今縣東蜀河鎮(zhèn)，又于郡西33里漢水南岸置黃土縣。西魏又在今縣北置赤石縣。北周初于今蜀河鎮(zhèn)置長(zhǎng)岡縣，保定二年（562年）改淯陽(yáng)郡為長(zhǎng)岡郡，次年廢長(zhǎng)岡郡、縣，移黃土縣于淯陽(yáng)郡城，即今蜀河鎮(zhèn)。
隋廢洵州，開(kāi)皇三年（583年）廢洵陽(yáng)郡，洵陽(yáng)、黃土二縣屬金州。大業(yè)三年（607年）屬西城郡。唐武德元年（618年）兼為洵州治，分洵陽(yáng)縣地于北部洵城縣，于今呂河鎮(zhèn)置驢川（閭川）縣，七年州廢，四縣改屬金州；貞觀二年（628年）廢驢川縣，八年廢洵城縣，轄地皆入洵陽(yáng)縣；天寶元年（742年）八月改黃土縣為淯陽(yáng)縣，大歷六年（771年）廢入洵陽(yáng)縣，長(zhǎng)慶元年（821年）復(fù)置。
北宋乾德四年（966年）廢淯陽(yáng)縣入洵陽(yáng)縣，屬金州。元代省洵陽(yáng)縣并入金州，明洪武三年（1370年）復(fù)置，屬大寧州，五年改屬金州，萬(wàn)歷十一年（1583年）屬興安州。清屬興安府。1914年屬漢中道。1928年直屬省。1949年屬安康分區(qū)。1950年屬安康專區(qū)。1964年因洵字生僻，改洵陽(yáng)縣為旬陽(yáng)縣，屬安康專區(qū)。1969年屬安康地區(qū)。2000年屬安康市。
1995年，旬陽(yáng)縣面積3554平方千米，人口44萬(wàn)人。轄4鎮(zhèn)60鄉(xiāng)：城關(guān)鎮(zhèn)、蜀河鎮(zhèn)、呂河鎮(zhèn)、神河鎮(zhèn)、菜灣鄉(xiāng)、金洞鄉(xiāng)、廟嶺鄉(xiāng)、羊山鄉(xiāng)、構(gòu)元鄉(xiāng)、蒿塔鄉(xiāng)、長(zhǎng)沙鄉(xiāng)、關(guān)口鄉(xiāng)、武王鄉(xiāng)、棕溪鄉(xiāng)、三官鄉(xiāng)、何家鄉(xiāng)、沙溝鄉(xiāng)、蘭灘鄉(xiāng)、仙河鄉(xiāng)、觀音鄉(xiāng)、尖山鄉(xiāng)、龍家鄉(xiāng)、廟坪鄉(xiāng)、雙鎮(zhèn)鄉(xiāng)、潘家鄉(xiāng)、紅軍鄉(xiāng)、圣駕鄉(xiāng)、竹筒鄉(xiāng)、西岔鄉(xiāng)、落駕鄉(xiāng)、公館鄉(xiāng)、小嶺鄉(xiāng)、康坪鄉(xiāng)、小河口鄉(xiāng)、桐木鄉(xiāng)、三岔河鄉(xiāng)、仁河口鄉(xiāng)、塘興鄉(xiāng)、趙灣鄉(xiāng)、紅巖鄉(xiāng)、麻坪鄉(xiāng)、楓樹鄉(xiāng)、甘溪鄉(xiāng)、白柳鄉(xiāng)、十里鄉(xiāng)、張坪鄉(xiāng)、大嶺鄉(xiāng)、平定鄉(xiāng)、桂花鄉(xiāng)、力加鄉(xiāng)、文雅鄉(xiāng)、段家河鄉(xiāng)、金寨鄉(xiāng)、張河鄉(xiāng)、平安鄉(xiāng)、白廟鄉(xiāng)、石門鄉(xiāng)、樓房鄉(xiāng)、七里鄉(xiāng)、赤巖鄉(xiāng)、太山鄉(xiāng)、銅錢關(guān)鄉(xiāng)、沙陽(yáng)鄉(xiāng)、水磨鄉(xiāng)。縣政府駐城關(guān)鎮(zhèn)。
1996年，撤銷菜灣區(qū)、棕溪區(qū)、蜀河區(qū)、雙河區(qū)、小河區(qū)、趙灣區(qū)、甘溪區(qū)、呂河區(qū)、神河區(qū)、赤巖區(qū)等10個(gè)區(qū)公所建制；撤銷菜灣鄉(xiāng)、廟嶺鄉(xiāng)、金洞鄉(xiāng)并入城關(guān)鎮(zhèn)，撤銷沙溝鄉(xiāng)、三官鄉(xiāng)、何家鄉(xiāng)并入蜀河鎮(zhèn)，撤銷平定鄉(xiāng)并入?yún)魏渔?zhèn)，同時(shí)將段家河鄉(xiāng)的險(xiǎn)灘、東槽、段家壩、仁家灣等4個(gè)村委會(huì)劃歸呂河鎮(zhèn)管轄，撤銷平安鄉(xiāng)并入神河鎮(zhèn)，撤銷棕溪鄉(xiāng)、長(zhǎng)沙鄉(xiāng)、武王鄉(xiāng)合并設(shè)立棕溪鎮(zhèn)，撤銷蒿塔鄉(xiāng)、關(guān)口鄉(xiāng)合并設(shè)立關(guān)口鎮(zhèn)，同時(shí)將原關(guān)口鄉(xiāng)的展園、陳溝、小寨、瓦房、紅號(hào)等5個(gè)村委會(huì)劃歸棕溪鎮(zhèn)管轄，撤銷雙鎮(zhèn)鄉(xiāng)、潘家鄉(xiāng)合并設(shè)立雙河鎮(zhèn)，撤銷小河口鄉(xiāng)、康坪鄉(xiāng)合并設(shè)立小河鎮(zhèn)，撤銷趙灣鄉(xiāng)、塘興鄉(xiāng)、紅巖鄉(xiāng)合并設(shè)立趙灣鎮(zhèn)，撤銷麻坪鄉(xiāng)、楓樹鄉(xiāng)合并設(shè)立麻坪鎮(zhèn)，撤銷甘溪鄉(xiāng)、大嶺鄉(xiāng)合并設(shè)立甘溪鎮(zhèn)，撤銷白柳鄉(xiāng)、十里鄉(xiāng)合并設(shè)立白柳鎮(zhèn)，撤銷赤巖鄉(xiāng)、七里鄉(xiāng)合并設(shè)立赤巖鎮(zhèn)，撤銷羊山鄉(xiāng)并入構(gòu)元鄉(xiāng)，撤銷觀音鄉(xiāng)、尖山鄉(xiāng)并入仙河鄉(xiāng)，撤銷龍家鄉(xiāng)并入廟坪鄉(xiāng)，撤銷竹筒鄉(xiāng)、圣駕鄉(xiāng)并入紅軍鄉(xiāng)，撤銷落駕鄉(xiāng)、小嶺鄉(xiāng)并入公館鄉(xiāng)，撤銷文雅鄉(xiāng)并入段家河鄉(xiāng)，撤銷樓房鄉(xiāng)、白廟鄉(xiāng)并入石門鄉(xiāng)，撤銷張河鄉(xiāng)并入金寨鄉(xiāng)，撤銷水磨鄉(xiāng)并入沙陽(yáng)鄉(xiāng)，撤銷太山鄉(xiāng)并入銅錢關(guān)鄉(xiāng)，撤銷三岔河鄉(xiāng)并入桐木鄉(xiāng)。調(diào)整后，旬陽(yáng)縣轄13個(gè)鎮(zhèn)、17個(gè)鄉(xiāng)。
2000年第五次人口普查，旬陽(yáng)縣常住總?cè)丝?26173人，其中：城關(guān)鎮(zhèn)52290人，棕溪鎮(zhèn)27735人，關(guān)口鎮(zhèn)15010人，蜀河鎮(zhèn)29314人，雙河鎮(zhèn)9745人，小河鎮(zhèn)15406人，趙灣鎮(zhèn)17215人，麻坪鎮(zhèn)11446人，甘溪鎮(zhèn)16965人，白柳鎮(zhèn)11450人，呂河鎮(zhèn)22980人，神河鎮(zhèn)18494人，赤巖鎮(zhèn)13318人，構(gòu)元鄉(xiāng)11281人，蘭灘鄉(xiāng)5759人，仙河鄉(xiāng)22246人，廟坪鄉(xiāng)11100人，紅軍鄉(xiāng)12122人，西岔鄉(xiāng)6897人，公館鄉(xiāng)9782人，仁河口鄉(xiāng)6427人，桐木鄉(xiāng)12284人，張坪鄉(xiāng)3732人，段家河鄉(xiāng)11170人，力加鄉(xiāng)5217人，桂花鄉(xiāng)7113人，石門鄉(xiāng)11942人，金寨鄉(xiāng)15444人，銅錢關(guān)鄉(xiāng)5582人，沙陽(yáng)鄉(xiāng)6707人。
2001年區(qū)劃調(diào)整后，旬陽(yáng)縣轄14個(gè)鎮(zhèn)、14個(gè)鄉(xiāng)：城關(guān)鎮(zhèn)、棕溪鎮(zhèn)、關(guān)口鎮(zhèn)、蜀河鎮(zhèn)、雙河鎮(zhèn)、小河鎮(zhèn)、趙灣鎮(zhèn)、麻坪鎮(zhèn)、甘溪鎮(zhèn)、白柳鎮(zhèn)、呂河鎮(zhèn)、神河鎮(zhèn)、赤巖鎮(zhèn)、段家河鎮(zhèn)、構(gòu)元鄉(xiāng)、蘭灘鄉(xiāng)、仙河鄉(xiāng)、廟坪鄉(xiāng)、紅軍鄉(xiāng)、公館鄉(xiāng)、仁河口鄉(xiāng)、桐木鄉(xiāng)、張坪鄉(xiāng)、桂花鄉(xiāng)、石門鄉(xiāng)、金寨鄉(xiāng)、銅錢關(guān)鄉(xiāng)、沙陽(yáng)鄉(xiāng)。2004年末，全縣總?cè)丝?47197人。
2010年第六次人口普查，旬陽(yáng)縣常住總?cè)丝?26677人，其中：城關(guān)鎮(zhèn)67929人，棕溪鎮(zhèn)25811人，關(guān)口鎮(zhèn)14352人，蜀河鎮(zhèn)31497人，雙河鎮(zhèn)16357人，小河鎮(zhèn)15420人，趙灣鎮(zhèn)16329人，麻坪鎮(zhèn)11385人，甘溪鎮(zhèn)16106人，白柳鎮(zhèn)11166人，呂河鎮(zhèn)18692人，神河鎮(zhèn)18384人，赤巖鎮(zhèn)12869人，段家河鎮(zhèn)16292人，仙河鎮(zhèn)21619人，金寨鎮(zhèn)13739人，桐木鎮(zhèn)12676人，構(gòu)元鄉(xiāng)11462人，蘭灘鄉(xiāng)5562人，廟坪鄉(xiāng)9814人，紅軍鄉(xiāng)10986人，公館鄉(xiāng)8886人，仁河口鄉(xiāng)6486人，張坪鄉(xiāng)3318人，桂花鄉(xiāng)6814人，石門鄉(xiāng)11553人，銅錢關(guān)鄉(xiāng)5130人，沙陽(yáng)鄉(xiāng)6043人。
2009年，撤銷仙河鄉(xiāng)、桐木鄉(xiāng)、金寨鄉(xiāng)，設(shè)立仙河鎮(zhèn)、金寨鎮(zhèn)（9月30日正式撤鄉(xiāng)建鎮(zhèn)）、桐木鎮(zhèn)。2011年，撤銷廟坪鄉(xiāng)并入雙河鎮(zhèn)，撤銷桂花鄉(xiāng)并入?yún)魏渔?zhèn)，撤銷張坪鄉(xiāng)并入白柳鎮(zhèn)，撤銷沙陽(yáng)鄉(xiāng)并入赤巖鎮(zhèn)，撤銷蘭灘鄉(xiāng)并入蜀河鎮(zhèn)，撤銷公館鄉(xiāng)并入小河鎮(zhèn)；撤銷構(gòu)元鄉(xiāng)、石門鄉(xiāng)、紅軍鄉(xiāng)、仁河口鄉(xiāng)、銅錢關(guān)鄉(xiāng)鄉(xiāng)的建制，相應(yīng)設(shè)立鎮(zhèn)的建制。調(diào)整后，旬陽(yáng)縣轄22個(gè)鎮(zhèn)：城關(guān)鎮(zhèn)、棕溪鎮(zhèn)、關(guān)口鎮(zhèn)、蜀河鎮(zhèn)、雙河鎮(zhèn)、小河鎮(zhèn)、趙灣鎮(zhèn)、麻坪鎮(zhèn)、甘溪鎮(zhèn)、白柳鎮(zhèn)、呂河鎮(zhèn)、神河鎮(zhèn)、赤巖鎮(zhèn)、段家河鎮(zhèn)、金寨鎮(zhèn)、桐木鎮(zhèn)、仙河鎮(zhèn)、構(gòu)元鎮(zhèn)、石門鎮(zhèn)、紅軍鎮(zhèn)、仁河口鎮(zhèn)、銅錢關(guān)鎮(zhèn)。
2012年末，旬陽(yáng)縣面積3540.8平方千米，戶籍人口456298人，常住人口42.73萬(wàn)人。2013年末，旬陽(yáng)縣轄22個(gè)鎮(zhèn)，共有53個(gè)社區(qū)、270個(gè)行政村，縣政府駐城關(guān)鎮(zhèn)。
2015年，撤銷銅錢關(guān)鎮(zhèn)，并入赤巖鎮(zhèn)。調(diào)整后，旬陽(yáng)縣轄21個(gè)鎮(zhèn)。