春秋，自周武王封泰伯五世孙周章为吴君（建立吴国）始，县境为吴地。

战国，周元王三年（前473年），越王勾践兼并吴，属越。周显王十四年（前355年），楚灭越，又为楚地。

秦朝，秦王政二十四年（前223年），秦灭楚，归秦。秦始皇赢政二十六年（前221年），设郡县，属鄣郡。

西汉，汉武帝元封二年（前109年），始置宣城县（治今弋江镇）、春谷县（治今繁昌县境内），县域属上述二县，隶属丹阳郡。

东汉，宣城县废，改设宛陵、春谷二县，县境属丹阳郡春谷县地。

三国入吴，恢复宣城县。

西晋，晋武帝太康二年（281年），分丹阳郡一部为宣城郡，宣城县隶属宣城郡。

东晋，成帝咸康末，淮北居民随晋室南渡，于今南陵县北侨置当涂县，属淮南郡。

南朝，梁普通六年（525年）置南陵县，以今南陵、繁昌、铜陵等县地为境域。晋末，分于湖为境，隋徙治于姑孰（今当涂县），遂废。孝武帝太元八年（383年），改春谷为阳谷，属宣城郡，又为淮南郡地。安帝义熙九年（413年），并阳谷县入于湖，沿用繁昌之名（治今芜湖县陶辛圩内），属淮南郡繁昌县地。东晋于沿江赭圻城（今繁昌芦南乡）置南陵戍。

南朝，梁武帝普通六年（525年），以赭圻城置南陵县，兼置南陵郡。陈兼置北江州。隋平陈，州郡并废。

隋，开皇九年（589年），并石城、临城、定陵、故治诸县入南陵县，属宣州。时改宛陵县为宣城县，改故宣城为青弋江（镇）。大业元年（605年），改宣州为宣城郡。

唐，武德四年（621年），改属池州。贞观元年（627年），又归宣州，属江南道。长安四年（704年），移治青阳城（今南陵城关镇），属江南道宣州。开元二十一年（733年），属江南西道宣州。天宝元年（742年），属江南西道宣城郡。乾元元年（758年），属宣歙观察使宣州。文德元年（888年），析南陵县地置义安县。大顺元年（890年），属宁国军宣州。

五代，南唐升元元年（937年），属宁国军宣州，隶江宁府。南唐升元年间（937～943年），割南陵五乡，复置繁昌县。保大九年（951年），析南陵县地置铜陵县。

北宋，太祖开宝八年（975年），南唐平，改宁国军，仍称宣州，隶江南路。天圣八年（1030年），分东西两路，属江南东路宣州。宋，县境东西宽70里（即35公里），南北长85里。东至宣城县境35里，以青弋江为界，自界首至县70里；西至铜陵县境40里，以赵村为界，自界首至县50里；南至青阳县境70里，以金山镇为界，自界首至县50里；北至繁昌县境15里，以骆师桥为界。

南宋，乾道二年（1166年），升为宁国府，属江南东路（亦称江东路）宁国府。

元，至元十四年（1277年），属江浙行中书省宁国路。至正十七年（1357年），属江浙行省宁国府。至正二十六年，改为宣州府。

明，洪武元年（1368年）八月，属中书省宁国府。洪武十三年（1380年）正月，属六部直隶宁国府。永乐元年（1403年），属南京直隶宁国府。明，南陵县境东西宽70里，南北长85里。东至青弋江宣城县界40里，到宣城县城105里；西至界石铜陵县界35里，到铜陵县城135里；南至十八社桥青阳县界75里，到青阳县城140里；北至界桥繁昌界15里，到芜湖县城105里；东南至分界山泾县界30里，到泾县65里；西南至二十二都青阳县界65里，到青阳县130里；东北至太平（丰）圩芜湖县界75里，到芜湖县160里；西北至分界山繁昌县界30里，到繁昌县11里。距（宁国）府西105里。

清，行省下沿明制（宁国府），直至宣统，所属府如故。顺治二年（1645年），属江南省徽宁道。康熙六年（1667年），属安徽省徽宁道。太平天国期间，由浙江巡抚兼辖。同治四年（1865年）仍由安徽省徽宁池太广道分辖。清，南陵县在宁国府治西90里。东至青弋江宣城县界28里，南至十八社桥青阳县界75里，西至界牌湖铜陵县界35里，北至小石桥繁昌县界15里。东南至分界山泾县界25里，西南至黄山青阳县界70里，东北至石石危河芜湖县界80里，西北至石冈山繁昌县界30里。东西宽80里，南北长90里，通境面积2970方里。

民国元年（1912年）1月，裁府，直属安徽省。

民国3年6月，划属安徽省芜湖道。

民国17年8月，废道，直属安徽省。

民国21年10月，划属安徽省第二行政督察区。

民国27年10月25日，划属安徽省第九行政督察区。

民国29年8月6日，划属安徽省第六行政督察区。

民国，南陵由县治东至青弋江30里，界邻宣城县；西至牧家亭40里，界邻铜陵县；南至若坑55里，界邻泾县；北至奎潭60里，界邻芜湖县。

1949年4月22日，南陵解放。同年5月13日，属皖南行署芜当专区。

1950年5月26日，划属皖南行署宣城专区。

1951年，宣城县原辖汤家篷（街）及曹家湾、新滩李、洪村章、汪家村、斗家村、西梅村、洲上自然村划归南陵县。同时，南陵县原辖蒋家村（自然村）划入宣城县。

1952年2月4日，划属皖南行署芜湖专区。是年8月27日，改属安徽省芜湖专区。

1955年，铜陵县原辖土勘上张、樱桃山、何家冲、枫树余自然村划入南陵县。

1956年，泾县原辖李家冲（自然村）划入南陵县。同年，宣城县原辖方家滩、嘴头上、下埠里、糟坊、侉子涝自然村划入南陵县。此后，县四境无变更。

1971年3月29日，属安徽省芜湖地区。

1980年1月29日，属安徽省宣城地区。

1983年6月7日，划归芜湖市。