置县前从夏商周三代起，先后属扬州、楚、鄣郡、丹阳郡、宣城郡、南陵郡、北江洲和宣州。
东汉时期曾置铜官镇。
唐文德元年（888），析南陵县工山、安定、凤台、归化、丰资五乡置义安县，县治设于顺安，旋即告废，置铜官冶。
南唐保大九年（951），始置铜陵县，县治后属升州。
宋代属江东路池州。
元代属江南道池州路。
明代属池州府。
清代属池州府。
1912年至1914年，属安徽省芜湖道。
1949年4月21日，随着中国人民解放军横渡长江，铜陵县成为江南解放第一城。
1949年5月13日，属皖南行署池州专区。
1952年2月4日，改属皖北行署安庆专区。
1958年9月5日，撤铜陵县建制，并入铜陵市。
1959年4月3日，恢复县制，隶属安庆专区。
1965年7月14日，改属池州专区。
1974年3月，隶属铜陵市。
2015年12月30日，撤销铜陵县，设立铜陵市义安区。