桐庐县始建于三国吴黄武四年（公元225年），曾于隋开皇九年（589年）废桐庐入钱塘县，至仁寿二年（602年）复置。
唐武德四年（621年）析桐庐西北七乡置分水县，同时于桐庐置严州。
三年后废严州及分水县。
如意元年（692年）复置分水，更县名为武盛。
神龙元年（705年）复名分水县。
开元二十六年（738年）移桐庐县于今县治。
宝应元年（762年）析分水西部地置昭德县，大历六年（771年）废昭德还属分水。
天佑三年（906年）划分水东北五乡入临安。
1949年4至5月桐、分两县解放，1958年11月废新登、分水两县入桐庐。
1960年8月又废富阳入桐庐，并隶属于杭州市。
1961年12月复置富阳县，并将原新登县辖地及原分水县贤德公社划归富阳。
今桐庐县政区，基本上为原桐庐、分水两县辖地。