丹江口市，戰國時屬韓及楚，因境內的均水稱均陵。秦置武當縣，因境內武當山得名，屬南陽郡。東漢建安十三年（208年），屬南鄉郡。晉太康十年（289年），屬順陽郡。公元310年永嘉之亂，以江左平陽郡（今山西臨汾一帶）流民寓北，增平陽縣，與武當縣同屬始平郡。宋永初元年（420年），改始平郡為齊興郡。梁太清元年（547年），置均陽縣，革齊興郡為興州，領武當、平陽、均陽3縣。西魏廢帝元年（552年），改興州郡為豐州郡，廢平陽入武當。
隋開皇五年（585年）改豐州為均州，因境內均水而得名，領武當、均陽兩縣。義寧二年（618年）割淅陽郡置武當郡，領武當、均陽、平陵3縣。唐武德元年（618年），改武當郡為均州，仍領武當、均陽、平陵3縣；武德八年，領武當、鄖鄉、堵陽、安福4縣。貞觀元年（627年），廢均州，武當縣隸淅州；貞觀八年廢淅州復均州，領武當、鄖鄉、豐利3縣。天寶元年（742年）改為武當郡，乾元元年（758年）復為均州。
宋建隆元年（960年）置均州武當郡，領縣武當、鄖鄉。宣和元年（1119年），均州武當郡升為武當軍節度，領縣未變。元至元十三年（1276年），省武當軍為均州，領縣未變。明洪武九年（1376年）省武當縣入均州，直屬湖廣布政使司；成化十二年（1476年）改屬襄陽府，割鄖鄉、上津，此后均州無領縣，沿至清末。1912年（民國元年），改均州為均縣。1914年5月，均縣屬鄂北道（6月改名為襄陽荊南道）。1932年隸屬第十一行政督察區，1936年改屬第八行政督察區。
1948年3月21日，縣城解放，28日全縣解放。6月2日，均縣民主縣政府成立，屬鄂豫陜第四專員公署（7月改為陜南行政公署第四專署）。1949年10月1日，均縣民主縣政府改稱均縣人民政府，屬陜南行署兩鄖專區。1950年屬湖北省鄖陽專區。1952年隸襄陽專區。1960年7月撤銷均縣并入光化縣；1962年恢復均縣。1965年復歸鄖陽地區管轄。1983年8月19日，經國務院批準，撤銷均縣，設立丹江口市（縣級）。1994年鄖陽地區與十堰市合并，為十堰市代管。
1935年全縣編定為8區、90聯保、518保、4956甲。1936年6月，改8區為4區，改90聯保為70聯保。1939年，均縣全縣52121戶，274698人，劃為4區、41聯保、519保、4825甲。1941年4月，根據“湖北省各級組織綱要實施計劃草案”要求，逐步撤區署設置鄉（鎮）公所和保辦事處。至1942年8月，區署全撤，成立21鄉（鎮），227保，2838甲。1947年3月，將全縣21個鄉鎮217保，調整為14鄉鎮214保。1949年3月，全縣建立10個區署，150個村政權。……（資料暫缺）
1996年，丹江口市面積3121平方千米，人口約46萬人。轄5個街道、9個鎮、7個鄉：均州路街道、三官殿街道、新港街道、丹趙路街道、大壩街道、六里坪鎮、武當山鎮、土關埡鎮、浪河鎮、丁家營鎮、均縣鎮、習家店鎮、蒿坪鎮、涼水河鎮、官山鄉、鹽池河鄉、白楊坪鄉、土臺鄉、牛河鄉、大溝鄉、羅店鄉。
2000年第五次人口普查，丹江口市常住總人口501126人，其中（5個街道、11個鎮、4個鄉）：均州路街道43078人，大壩路街道47601人，丹趙路街道34286人，新港街道9915人，三官殿街道27930人，土關埡鎮13186人，浪河鎮22959人，丁家營鎮15841人，六里坪鎮54685人，鹽池河鎮11499人，均縣鎮27885人，習家店鎮36600人，蒿坪鎮11938人，石鼓鎮15596人，涼水河鎮29277人，官山鎮13731人，牛河鄉9941人，土臺鄉17142人，白楊坪鄉3250人，鳳凰鄉5874人，武當山特區48912人。
2004年末，丹江口市總人口485880人，轄均州路、大壩、丹趙路、三官殿、武當山5個街道，涼水河、石鼓、蒿坪、習家店、均縣、六里坪、官山、丁家營、鹽池河、浪河、土關埡11個鎮和土臺鄉，共有50個居委會、236個村委會。2005年末，丹江口市轄5個街道、11個鎮、1個鄉，35個居委會、230個村委會。
2010年第六次人口普查，丹江口市常住總人口443755人，其中：均州路街道55248人，大壩路街道48225人，丹趙路街道39091人，三宮殿街道21346人，土關埡鎮10408人，浪河鎮14147人，丁家營鎮13530人，六里坪鎮47148人，鹽池河鎮6552人，均縣鎮19916人，習家店鎮29896人，蒿坪鎮9067人，石鼓鎮9049人，涼水河鎮19547人，官山鎮10693人，土臺鄉9176人，新港經濟開發管理處12876人，牛河林業開發管理區5624人，白楊坪林業開發管理區1909人，大溝林業開發管理區5136人，武當山特區55171人。
全市轄5個街道、12個鎮：均州路街道、大壩街道、丹趙路街道、三官殿街道、武當山街道（實際由武當山特區管理）、土關埡鎮、浪河鎮、丁家營鎮、六里坪鎮、鹽池河鎮、均縣鎮、習家店鎮、蒿坪鎮、石鼓鎮、涼水河鎮、官山鎮、龍山鎮。