武义县境，春秋时期属越，战国后期属楚，秦至东汉为乌伤县地。
三国吴赤乌八年（245）分乌伤永康始置武义县，属会稽郡。
吴宝鼎元年（266），分会稽郡西部置东阳郡，武义县属东阳郡。
之后武义曾经废置。
唐天授二年（691）分永康西境又置，改名武成县，属婺州。
唐天宝元年（742），婺州复为东阳郡，武成县属东阳郡。
唐乾元元年（758）复改东阳郡为婺州。
至唐天祐年间（904—907）武成县复名武义县，属婺州。
五代至宋沿袭。
元至元十三年（1276）婺州改为婺州路，武义县属婺州路；至正十八年（1358）十二月改婺州路为宁越府，武义县属宁越府；至正二十年（1360）正月，改宁越府为金华府，武义县属金华府。
明代至清末一直相沿。
清宣统三年九月十五日（1911年11月5日）浙江省成立军政府，次日金华成立军政分府，武义县属之。
1949年5月9日武义县解放。
1949年6月至1950年5月，武义县设6个区分辖旧制乡镇。
1950年6月，武义县重新划建5个区32个乡1个镇。
1956年2月，永康县桐琴镇（包括和平、桐三、桐联、上宅、孙宅、姚村6个村）划属武义县；同年3月，全县撤区并乡，划建为13个乡、3个镇。
1958年4月，武义县设14个乡镇。
1958年5月原宣平县建制撤销，有16个乡镇划入武义县，至此全县设2个镇、28个乡，武义县的县名虽继续相沿，但县境面积从原先的874.23平方千米拓展到1577.2平方千米。
1958年10月武义县建置撤销，并入永康县，原武义县称永康县武义片。
1961年12月，经国务院批准恢复武义县建置，属金华专区。
1968年4月金华专区改为金华地区，武义县属之。
1983年，政社分设，恢复乡、村两级建制，全县设6个区、1个镇、32个乡。
1985年5月，金华地区改为金华市，武义县属金华市。