夏朝、商朝时期，铜陵地区属扬州。

周朝时期，铜陵地区先后属吴国、越国、楚国.。

秦统一中国后，铜陵属鄣郡。西汉时期，鄣郡改为丹阳郡。铜陵地区先后属丹阳郡春谷县、陵阳县。

东汉时期，设置铜官镇（在今铜陵县城）。三国时期，铜陵地区先后属吴国丹阳郡春谷县、临城县。

西晋时期，铜陵地区属宣城郡春谷、临城二县。东晋义熙年间（405～418年），由于北方战乱，大批山西流民进入此地，在此侨置定陵县，县治设在今顺安镇。定陵县的设置，使今铜陵地区的区域大体确定下来。

南朝宋、齐时期，定陵县属淮南郡；梁、陈时期，属南陵郡。

隋统一后，将定陵县并入南陵县，属宣城郡。

唐朝前期，铜陵属宣城郡南陵县；唐朝后期，从南陵划出工山、安定、凤台、归化、丰资五乡，设置义安县，县治在今顺安镇，属宣州。

五代时期，仍为宣州义安县。南唐保大九年（951年），改义安县为铜陵县，属昇州。铜陵县设置后，即将县治由顺安镇移至铜官镇（今铜陵县城关镇），当时称江浒。

北宋开宝七年（974年），曹彬伐南唐 ，闰十月克铜陵县，初江南道（路），后改属江东路池州。

元朝，铜陵县属江浙行省池州路（后改为池州府）。

明朝，铜陵县属池州府，直隶于南京。

清初，铜陵县属江南左布政使司池州府；后江南左布政使司改为江南省。康熙六年（1667年），江南省分为江苏、安徽两省，铜陵县属安徽省池州府，后设徽宁池太广道，池州府为其所属。

中华民国元年（1912年）1月废府，铜陵县直属安徽省。

1914年6 月至1928年8月属安徽省芜湖道。

1932年10月后属第二专区。1938 年8月6日改属第八专署至铜陵解放。

1949年4月21日，铜陵解放。同年5月13日划归皖南行署池州专区管辖。

1952年2月4日，铜陵县改属安庆专区。

1956年10月12日，经国务院批准，成立铜官山市，属省直辖。

1958年9月5日，经国务院批准，撤销铜陵县建制，市、县合并，改名铜陵市，属省直辖。

1959年4月3日，经国务院批准保留铜陵市建制，仍属省直辖；恢复铜陵县建制，属安庆专区。

1964年7月29日，经国务院批准，铜陵市改为铜陵特区，实行政企合一，为省直辖。

1971年12月11日，经国务院批准，改铜陵特区为铜陵市，属省直辖。

1974年3月1日，铜陵县由原属池州地区划归铜陵市辖。

2015年，经国务院批准，同意将安庆枞阳县划入铜陵，撤销铜陵县、铜官山区、狮子山区，设立义安区、铜官区。