據《元和郡縣志》：《東方朔記》，南郡有萬里沙祠，自湘川至東萊，地可萬里，故曰長沙。另據《通典》：軫旁有小星名長沙，應其地而名。其地在周曰星沙，以天文名也。越世家，犨龐長沙。
今長沙縣域，春秋晚期屬楚國黔中。秦屬長沙郡，其附廓之縣名湘，亦稱湘縣。漢改湘縣為臨湘縣。隋開皇九年（589年）廢臨湘置長沙縣，為長沙縣名之始。宋元符元年（1098年）劃長沙縣5個鄉、湘潭縣2個鄉置善化縣，與長沙縣同城而治。民國元年（1912年），善化縣并入長沙縣。民國22年（1933年）設立長沙市，市、縣分治。1949年7月25日，長沙縣人民政府在金井易家祠堂成立；8月，遷榔梨市梨江學校（園通寺）；1950年3月，遷長沙市北區（開福區）潘家坪。
1950年設置長沙市郊區辦事處，領導長沙市外四區。1951年5月劃出縣境內湘江以西及東部部分地區置望城縣。長沙縣先后隸屬長沙和湘潭專區。1959年3月，望城縣和長沙市郊區并入長沙縣，劃出縣內的龍頭鋪公社入株洲縣，長沙縣改隸長沙市。1962年元月恢復長沙市郊區。1977年12月復置望城縣，同時將長沙縣所轄的大托、洞井、黎托、望岳4個公社劃入長沙市郊區管轄，全縣轄9區41個公社1個鎮。
1984年5月，撤銷公社，建立鄉鎮，全縣轄9區、1個區級鎮，40個鄉。1995年5月撤區并鄉建鎮，全縣撤9個區，將41個鄉鎮合并為14個鎮、7個鄉。1996年4月22日，國務院批準（國函[1996]29號）將長沙縣的撈刀河鎮（含原沙坪鄉）劃歸長沙市開福區管轄（7月實施）。1996年1月30日，長沙縣政府遷至星沙鎮（2月15日民政部民行批[1996]20號文件批復同意長沙縣人民政府駐地由長沙市市區遷至該縣星沙鎮）。1997年，撤銷廣福鄉、北山鄉，設立青山鋪鎮、北山鎮。至此，長沙縣轄15個鎮、5個鄉。
2000年第五次人口普查，長沙縣常住總人口774707人，其中：星沙鎮81689人，暮云鎮48732人，黃興鎮43892人，榔梨鎮30279人，江背鎮53997人，黃花鎮74219人，春華鎮41639人，果園鎮22101人，路口鎮26959人，高橋鎮28970人，金井鎮40425人，福臨鎮27215人，青山鋪鎮18244人，安沙鎮48555人，北山鎮49650人，跳馬鄉55224人，干杉鄉22097人，雙江鄉19093人，白沙鄉17900人，開慧鄉19553人，長沙航空職業技術學院4274人。
2002年，撤銷雙江鄉，設立雙江鎮。調整后，長沙縣轄16個鎮、4個鄉：星沙鎮、暮云鎮、黃興鎮、榔梨鎮、江背鎮、黃花鎮、春華鎮、果園鎮、路口鎮、高橋鎮、金井鎮、福臨鎮、青山鋪鎮、安沙鎮、北山鎮、雙江鎮、跳馬鄉、干杉鄉、白沙鄉、開慧鄉�？h政府駐星沙鎮。
2004年9月，全縣村級行政區劃調整將原有的494個行政村合并成238個行政村，38個居委會調整為36個社區居委會。行政村減少256個，撤并幅度達51.8%。行政村的平均面積由原來的3.5平方千米擴大到7.3平方千米，村平均人口由原來的1295人增加到2687人。
2008年，湖南省民政廳批準（湘民行發[2008] 8號）：將長沙縣榔梨鎮韶光社區居委會劃歸芙蓉區東岸鄉管轄。行政區劃調整后，芙蓉區東岸鄉和長沙縣榔梨鎮的行政區域面積、人口、所轄社區居委會個數，相應增加和核減0.178平方千米（267.63畝）、0.19萬人、1個社區居委會，人民政府駐地均不變。
2009年，湖南省民政廳（湘民行發[2009]10號）批準長沙縣撤銷星沙鎮，設立星沙、湘龍、泉塘3個街道。新設星沙街道范圍為京珠高速以東、長永高速以北區域，總面積24.53平方千米，總人口9.3萬人，轄12個社區、2個建制村，辦事處機關駐開元東路3號（原星沙鎮政府駐地）；新設湘龍街道范圍為京珠高速以西區域，總面積22.63平方千米，總人口6.8萬人，轄5個社區、3個建制村，辦事處機關駐瀟湘路A24棟；新設泉塘街道范圍為京珠高速以東、長永高速以南區域，總面積20.84平方千米，總人口4.5萬人，轄6個社區、2個建制村，辦事處駐東六路泉塘安置區E區12棟。行政區劃調整后，長沙縣轄3個街道、15個鎮、4個鄉。（是否是2011年才正式實施？待查）
2011年，撤銷開慧鄉、跳馬鄉，設立開慧鎮、跳馬鎮。2011年末，長沙縣轄3個街道、17個鎮、2個鄉：星沙街道、泉塘街道、湘龍街道、暮云鎮、黃興鎮、榔梨鎮、江背鎮、黃花鎮、春華鎮、果園鎮、路口鎮、高橋鎮、金井鎮、福臨鎮、青山鋪鎮、安沙鎮、北山鎮、雙江鎮、開慧鎮、跳馬鎮、干杉鄉、白沙鄉。縣政府駐星沙街道開元路19號。
2012年，撤銷白沙鄉、干杉鄉，設立白沙鎮、干杉鎮；省民政廳（湘民行發[2012]2號）批復同意撤銷榔梨鎮，設立榔梨街道。榔梨街道轄3個社區、5個行政村，總面積47平方千米，總人口6萬人，辦事處機關駐橫街（原榔梨鎮政府駐地）。12月26日，長龍街道掛牌成立，其行政區劃范圍包括原黃花鎮茶塘村、長龍村、湘峰村三個整村和華湘村在長永高速以北的區域。2012年末，長沙縣轄5個街道、18個鎮：星沙街道、泉塘街道、湘龍街道、榔梨街道、長龍街道、暮云鎮、黃興鎮、江背鎮、黃花鎮、春華鎮、果園鎮、路口鎮、高橋鎮、金井鎮、福臨鎮、青山鋪鎮、安沙鎮、北山鎮、雙江鎮、開慧鎮、跳馬鎮、白沙鎮、干杉鎮。
2013年，省民政廳（湘民行發[2013]19號）批復同意撤銷暮云鎮，以原暮云鎮行政區域為基礎分設暮云、南托2個街道。暮云街道的管轄范圍為：原暮云鎮高云、蓮華、許興、暮云新4個建制村和暮云、云塘、華月湖3個社區以及西湖建制村在芙蓉南路以東的部分區域、南塘建制村在芙蓉南路以東的部分區域。總面積34.6平方公里，總人口8.5萬人，辦事處駐南湖大道199號。南托街道的管轄范圍為：原暮云鎮沿江、北塘、牛角塘、三興、興馬5個建制村和南托嶺社區以及南塘建制村在芙蓉南路以西部分區域、西湖建制村在芙蓉南路以西部分區域�？偯娣e29.47平方公里，總人口6.1萬人，辦事處駐南湖大道108號（原暮云鎮人民政府駐地）。調整后，全縣轄7個街道、17個鎮：星沙街道、泉塘街道、湘龍街道、榔梨街道、長龍街道、暮云街道、南托街道、黃興鎮、江背鎮、黃花鎮、春華鎮、果園鎮、路口鎮、高橋鎮、金井鎮、福臨鎮、青山鋪鎮、安沙鎮、北山鎮、雙江鎮、開慧鎮、跳馬鎮、白沙鎮、干杉鎮。
2015年，湖南省民政廳批復同意：將長沙縣跳馬鎮調入到長沙市雨花區（湘民行發[2015]1號），將長沙縣暮云街道、南托街道調入到長沙市天心區（湘民行發[2015]2號）。1月14日，長沙市政府下發通知，兩鎮正式劃入長沙市區（相關行政區劃交接掛牌儀式于當天舉行）。這次調整涉及區域面積為247.1平方千米，人口20.74萬人。調整后，長沙縣轄星沙、湘龍、泉塘、榔梨、長龍5個街道，江背、黃興、黃花、春華、路口、高橋、金井、福臨、安沙、果園、北山、青山鋪、雙江、開慧、干杉、白沙16個鎮�？偯娣e1749.9平方千米，總人口65.1萬人�？h政府駐地不變（星沙街道）。
（注：“榔”字實際替代“㮾”，讀音為lǎng）