據《嘉慶永善縣志》：“因當地土酋叛服靡常，變亂頻繁，為形勢所迫，相度地宜。建城永善，取其邊境永久安平，民眾平和善良之義。”秦屬西南夷夜郎部，西漢元封五年（前106）屬犍為郡朱提縣地，東漢屬犍為屬國朱提縣地，三國蜀漢時屬益州朱提郡朱提縣地。西晉太康二年（281）屬益州朱提郡南廣縣。東晉至南朝屬寧州朱提郡河陽縣。北朝周屬南寧州。隋開皇三年（583）廢郡改州統縣，屬南道開邊縣地；大業年間屬犍為郡。唐初屬劍南道戎州轄馴州，唐南詔國屬拓東節度轄爨部地。北宋屬梓州府路烏蒙部，南宋為潼川府路烏蒙部。元代屬云南行省烏蒙路，至元二十一年（1284）置烏撒烏蒙軍民宣撫司，至元二十四年（1287）改置烏撒烏蒙宣慰司管軍萬戶府，烏蒙路均屬之。明朝時今縣境北部為四川馬湖府地，南部為四川烏蒙府地，分屬副官村的王土司、檜溪安土司、吞都的德昌土司和米貼祿土目管轄。

清康熙三十四年（1695）清廷授予彝族首領安永長土千戶之職，駐防檜溪。雍正五年（1727），云貴總督鄂爾泰平定烏蒙（今昭通），改隸云南，設烏蒙府。雍正六年（1728）2月，定縣名為“永善”。雍正八年（1730）7月，烏蒙府更名為昭通府，屬迤東道（治曲靖府）。雍正九年（1731）10月，“移永善縣魯甸巡檢駐副官村”，撤古寨巡檢，并將古寨劃出另建魯甸廳，建分防于副官村。光緒三十四年（1908）將分縣副官村裁撤，改為靖江縣（今綏江、水富等地），與永善縣分地而治，同時在井底設置彈壓公署分管永善下半縣（后改為分縣，1946年撤）。

民國2年（1913），永善縣屬滇中道。民國8年（1919）改井檜行政地區為井（井底）檜（檜溪）分縣，添置縣佐，駐地井底。民國17年（1928），改縣知事公署為縣政府。民國18年（1929）撤滇中道，永善縣直屬省管。民國31年（1942），永善縣屬云南省第一行政督察區（駐昭通縣）。民國35年（1946）裁撤井（井底）檜（檜溪）分縣，改為行轅。1950年3月9日，永善縣解放，屬昭通專區。同年4月8日，永善縣人民政府成立。1951年3月，縣城從蓮峰遷至井底（今溪洛渡鎮）。1970年，昭通專區改為昭通地區，永善縣屬昭通地區。2001年8月，昭通撤地設市，永善縣屬昭通市。

1984年1月公社改區，大隊改名為鄉。除井底區外，其余11區各增設1個區轄鎮。計全縣共12個區，1個縣轄鎮；11個區轄鎮，122個鄉。其中民族鄉15個。下設803個村民委員會和居民委員會。轄區為：景新鎮、井底區、檜溪區、佛灘區、團結區、務基區、馬楠區、黃華區、蓮峰區、墨翰區、大興區、茂林區、碼口區。1988年，永善縣轄鎮不變，廢區改鄉，廢鄉改為村和辦事處。將景新鎮和井底區合并為景新鎮，從檜溪區析出細沙鄉、青勝鄉，從黃華區析出水竹鄉、黃坪鄉，從蓮峰區析出萬和鄉，從茂林區析出伍寨鄉。調整后，全縣轄景新1個鎮和檜溪、青勝、細沙、佛灘、團結、務基、馬楠、黃華、黃坪、水竹、蓮峰、萬和、墨翰、大興、茂林、伍寨、碼口17鄉，共有120個村公所、14個辦事處。

1989年縣界左（西）以金沙江為界，與四川金陽縣、雷波縣為一衣帶水；右（北、東、南）以山嶺為界，由北到南分別是蓮花山、茶樹灣、后山頂、望鄉臺、二十四崗、老馬廠、木梯子，大堡頂、長埂、大寶頂、雞狗山、分水嶺、老君洞、茅背坡、展木桿、興壩梁子、銅廠坪、車家山、茨竹山、水平梁子、銀廠梁子、姜家山、老廠山、包谷山至灑漁河而下到上高橋，折頭往西至大地梁子、石埡口延伸到冷水河為界，直至王家河；又以營盤，大腦包、棋盤山等山嶺綿亙至金沙江畔。

1996年，永善縣面積2833平方千米，人口約37.5萬人。轄1個鎮、17個鄉：景新鎮、佛灘鄉、檜溪鄉、細沙鄉、團結鄉、青勝鄉、務基鄉、黃坪鄉、黃華鄉、蓮峰鄉、水竹鄉、馬楠苗族彝族鄉、墨翰鄉、萬和鄉、伍寨彝族苗族鄉、茂林鄉、碼口鄉、大興鄉�？h政府駐景新鎮。（《中國政區大典》）

2000年第五次人口普查，永善縣常住總人口362943人，其中：景新鎮52976人，佛灘鄉19552人，團結鄉18597人，檜溪鄉14196人，細沙鄉16947人，青勝鄉9683人，務基鄉25338人，黃華鄉34758人，黃坪鄉11576人，馬楠鄉12542人，水竹鄉7720人，蓮峰鄉17606人，萬和鄉14753人，墨翰鄉20902人，茂林鄉20457人，伍寨鄉9362人，大興鄉31555人，碼口鄉24423人。

2002年3月19日，省政府2002年批準景新鎮更名為溪洛渡鎮；4月3日，省政府批準黃華鄉、茂林鄉撤鄉設鎮；4月16日，省政府批準大興鄉撤鄉設鎮；4月17日，省政府批準檜溪鄉撤鄉設鎮。2002年末，永善縣轄18個鄉（鎮）、134個村委會。全縣有人口總戶數10.02萬戶，其中農業戶數9.37萬戶，有總人口39.94萬人，其中農業人口13.11萬人。

2006年，撤銷佛灘鄉，其行政區域并入溪洛渡鎮，鎮政府駐地不變；撤銷黃坪鄉，其行政區域并入黃華鎮，鎮政府駐地不變；撤銷萬和鄉，其行政區域并入蓮峰鄉，并將蓮峰鄉改設為蓮峰鎮，鎮政府駐原蓮峰鄉政府駐地（省政府2006年1月20日批準）。

2006年，永善縣總面積2833平方千米�？側丝�40.22萬人。轄6個鎮、9個鄉（其中2個民族鄉）：溪洛渡鎮、檜溪鎮、黃華鎮、茂林鎮、大興鎮、蓮峰鎮、團結鄉、細沙鄉、青勝鄉、務基鄉、馬楠苗族彝族鄉、水竹鄉、墨翰鄉、伍寨彝族苗族鄉、碼口鄉。共有4個居委會、133個行政村�？h政府駐溪落渡鎮。

2010年第六次人口普查，永善縣常住總人口394267人，其中：溪洛渡鎮95439人，檜溪鎮15610人，黃華鎮50032人，茂林鎮21018人，大興鎮33786人，蓮峰鎮30833人，團結鄉18839人，細沙鄉17742人，青勝鄉10384人，務基鄉25852人，馬楠苗族彝族鄉11973人，水竹鄉7216人，墨翰鄉20935人，伍寨彝族苗族鄉10484人，碼口鄉24124人。

2012年9月19日，省政府批復同意撤銷永善縣碼口鄉、務基鄉，設立碼口鎮、務基鎮（云政復[2012]77號）。2012年末，全縣總面積2778平方千米，戶籍總人口145597戶462951人。轄8個鎮、7個鄉（其中2個民族鄉）：溪洛渡鎮、檜溪鎮、黃華鎮、茂林鎮、大興鎮、蓮峰鎮、務基鎮、碼口鎮、團結鄉、細沙鄉、青勝鄉、馬楠苗族彝族鄉、水竹鄉、墨翰鄉、伍寨彝族苗族鄉。共有142個村（居），2737個村民小組，其中有15個民族村，253個民族村民小組。

2014年，黃華鎮、大興鎮被列為全國重點鎮。