早在新石器時代晚期，區境即有人類繁衍生息。出土文物證明，距今5000年左右，在今安化縣馬路口、江南，南縣北河口，赫山區鄧石橋和沅江市漉湖等地，就已形成村落。進入青銅器時代後，在今桃江縣馬跡塘、灰山港，沅江市蓮子塘以及資陽區新橋河、長春，赫山區赫山廟、龍光橋、筆架山一帶，聚居村落已趨密集。東周以前，區境屬《書·禹貢》所載九州中的荊州管轄。戰國時期為楚國黔中郡屬地。秦屬長沙郡。

益陽之得名，據東漢時應劭說：“在益水之陽，當為縣名。”清人周樹榮有“益陽賦”雲：“益水所經，水北曰陽，縣以此名。”看來，經流益陽之大江資水，古或為益水。街市在江北向，故稱益陽。有趣的是，益陽的名字，幾千年來無論轄地怎麼變異頻繁，它一直沒有改易過名稱，這在中國地名中是比較少見的。 據文獻記載和出土文物證明，早在新石器時代，我們的祖先就在這塊土地上繁衍生息。距今5000年左右，在今益陽新橋河、鄧石橋、舞嶺、蓮子塘、灰山港一帶，均有密集的聚居群體。

據《禹貢》載，今益陽地區遠古屬荊州。春秋時為楚地，戰國時隸楚黔中郡，公元前221年秦滅楚，立長沙郡，下設益陽等九縣。初置益陽縣包括今日之桃江、益陽、安化、新化各縣和益陽市、冷水江市的全部以及寧鄉、湘陰、漣源、新邵和沅江市的部分土方，範圍廣達18000平方公里。今益陽地區所轄縣、市，除沅江部分和南縣外，均在古益陽版圖之內。

西漢，郡縣與封國兩制並行。今益陽地區分屬長沙國，武陵郡，統隸荊州刺史部。東漢，沿襲西漢州、郡、縣制，廢長沙國為郡。今益陽地區分屬長沙國、武陵郡，統隸荊州刺史部。

三國鼎立，吳、蜀分荊州。這一時期，荊州處於魏、蜀、吳逐鹿爭雄的疆場。赤壁之戰後，曹操退出南方，吳、蜀為爭奪荊州展開了一場錯綜複雜的爭鬥。公元207年先為蜀劉備奪取。孫權索取荊州未成時，乃派呂蒙奪取長沙。劉備為救長沙，建安二十年（公元215年）令關羽屯兵益陽與呂蒙相拒。《吳志·甘寧傳》載：“寧隨魯肅益陽拒關侯，侯擇精銳五千投縣上流十餘里淺瀨，雲欲夜渡。肅選兵益寧，寧乃夜住，侯聞之，住不渡而結寨營。”魯肅則則率程普、甘寧據城東南龜山屯駐，於陸賈山溪口約會關羽。這次約會，便是名震千古的“單刀會”。而益陽城垣，即為肅築土城屯兵所建。 [1]

三國吳太平二年（公元257）分長沙西部都尉設定衡陽郡。益陽屬於衡陽郡。這時分置南部地方設新陽縣（即今寧鄉），公元266年又從西部地方分設高平縣（今新化和新邵縣的一部分），益陽縣疆域開始縮小。公元280年，晉滅吳後，分全國為20州，益陽屬荊州。南朝宋時（公元420年），改衡陽郡為國，益陽屬於衡陽國。又劃給湘陰一部分土地。南朝齊時（公元479年）復改衡陽為郡，直到樑時仍屬於衡陽郡、藥山郡、武陵郡、巴陵郡、南平郡。

隋朝時分屬潭州、嶽州、朗州和澧州。唐貞觀元年（公元627年）分全國為10道，開元中分為15道，道下州郡並稱。益陽隨潭州、長沙郡時更所屬，變遷不定四次之多。 [1]

五代，十國割據，湖南屬楚國。後梁（公元907年）益陽屬潭州。後唐（公元923年）馬殷為楚國，益陽屬長沙府。後周（公元951～959）益陽屬潭州府。 [1]

宋朝，初分天下為15路，後分23路，南宋為16路，路高安撫司，直隸京師，路以下置府、州郡、軍。北宋太祖建隆元年（公元960年），益陽屬湖南路潭州長沙郡。熙寧五年（公元1072年）以益陽梅山等地方分置新化、安化等縣。宋史神宗本紀載：五年章惇開梅山，置安化縣，取名為“歸安德化”之意。 [1]

公元1279年，忽必烈滅南宋建元朝，置路，元成宗元貞元年（公元1295年）以益陽縣有萬戶升為益陽州，屬潭州路。天曆二年（公元1329年）隨潭州路改為天臨路屬。 [1]

明朝分全國為13省，省高布政使司（後改承宣布政使司），省下置府、州、司，益陽屬湖廣行省，即湖廣佈政使司（治江夏，今武漢市）長沙府 。明代洪武初（公元1368年）復降益陽州為益陽縣。 [1]

公元1636年，愛新覺羅氏改國號為清。採用“省”、“道”、“府和直隸廳、直隸州”、“縣和散廳、散州”四級制，初分全國為18省，後為23省，省高總督、巡撫、駐布政使司。益陽屬湖南省長寶道長沙郡。 [1]

公元1852年10月20日，洪秀全統率太平軍經長沙轉戰益陽，改益陽縣為“得勝縣”。這是益陽曆史上僅有的一次短暫更名。[1]

民國初，分全國為22省、4特區，後增至35省及西藏。民國三年（公元1914年），湖南廢府、廳、州，長寶道改為湘江道，轄益陽。民國十一年廢道，益陽屬於省。民國二十七年（公元1938年）湖南省劃為9個行政督察區，益陽屬第1區；後又調整為10個區。

民國33年（1944），侵華日軍大舉進犯，湖南部分地域淪陷，各行政督察區的建置名存實亡。省政府遂設安化、沅陵、洪江3個行署，作為非常時期省政府臨時派出機關，分領各縣。安化行署是年10月18日於安化縣梅城建立。原第五行政督察區所屬各縣均為安化縣行署領轄。翌年7月31日，安化行署撤銷，恢復第五行政督察區。 [10]

1949年湖南各地相繼解放，國民黨政府在湖南的統治宣告結束，各行政督察區的建置隨之瓦解。是年8月，成立新的湖南省臨時政府（1950年4月正式成立省人民政府）後，湖南省設1個省轄市、10個專區。專區設專員公署，為省政府派出機關。益陽專區於1949年8月成立，專員公署駐益陽縣城關區，轄益陽、安化、湘鄉、寧鄉、沅江、漢壽6縣。 [10]

1964年9月，華容縣及錢糧湖農場劃歸岳陽專區。 [10]

鄉鎮級行政區劃

2000年12月18日，中共大通湖區委員會、大通湖區管委會成立。5大國營農場撤銷。場部所在地改設建置鎮。大通湖區由大通湖、北洲子、金盤、千山紅4大國營農場合並而成；茶盤洲農場改茶盤洲鎮劃歸沅江市管轄。市轄境包括3縣、1市、3區（赫山、資陽、大通湖）。