秦始皇二十六年(前221)，推行郡县制，置丹阳县(治今当涂丹阳镇)，属会稽郡。秦末或楚汉之际改属鄣郡。
西汉高祖六年(前201)，以淮南50县置荆国，丹阳县属之。十年(前197)，易荆国为吴国。景帝三年(前154)改吴国为江都国，丹阳县先后属吴国、江都国。武帝元朔元年(前128)，析江都国置丹阳、秣棱、湖熟等侯国，丹阳县属丹阳国。元封二年(前109)，国除，隶丹阳郡。五年(前106)，置十三州刺史部，丹阳郡隶扬州刺史部。
新莽天凤元年(14)，并丹阳、秣棱二郡置宣亭郡，更始元年(23)复为旧制。
东汉建武六年(30)，丹阳郡移治宛陵(今宣州)，丹阳县属之，仍隶扬州。建安三年(198)，孙策封吴侯，丹阳郡为吴领地。
西晋太康二年(281)，分丹阳县为二，置于湖县(今当涂城东南38里处)。
东晋咸和四年(329)，江淮间战乱，民多南渡。于江南侨立当涂县及淮南郡，以置流民。当涂县置名源于古涂山氏国，《尚书·益稷篇》有禹取涂山氏女的记载。后国除为县。县名取地处临淮涂山之意。义熙九年(413)，割丹阳郡于湖县属淮南郡，分于湖县南为当涂境(今宣城、南陵有其地，但非今县幅员)。至是，侨置淮南郡，当涂县 始有实南朝宋、齐、梁、陈间，丹阳县属丹阳郡，于湖县属淮南郡。
隋唐5代
隋开皇九年(589)，省丹阳郡置蒋州；废淮南郡，并襄垣、于湖、繁昌及西安4县更置当涂，徙县治姑孰，属蒋州，自是姑孰之当涂县始定；又并侨置当涂、浚遒等县置宣城县，属宣州。十一年(591)，废丹阳县，以其地及溧阳县一部置溧水县，隶蒋州，大业三年(607)，复改蒋州为丹阳郡，辖当涂、江宁、溧水3县。
唐武德元年(618)，当涂县改属宣州。三年(620)，复丹阳县，属扬州。贞观元年(627)，设江南道，宣州属之；后又废丹阳县，以其地入当淤，为属镇。开元二十一年(733)，江南道分设东、西两道，宣州属江南西道。乾元元年(758)，割宣州之当涂县属升州。上元二年(761)，复归宣州。大顺元年(890)，合宣、歙2州为宁国军，当涂改属升州。天佑四年(907)，割当涂县南境5乡、宣城西境2乡立芜湖县，隶宣州。
五代吴武义二年(920)，改升州为江宁府，领10县，当涂县属之。南唐升元元年(937)，改当涂县为建平军，保大末年又改作雄远军。
宋元明清
宋开宝八年(975)，改雄远军为平南军。太平兴国二年(977)，升平南军为太平州，立当涂为附郭，隶建康府路。三年，割宣州之芜湖、繁昌2县属太平州。至道间(995～997)，改属江南路。天圣八年(1030)，分江南路为东、西2路，属江南东路。南宋时州县如故。
元至元十四年(1277)，改太平州为太平路，隶江浙行中书省，县如故。元贞元年(1295)，太平路隶江东建康道。至正十五年(1355)，朱元璋自采石渡江取太平路，改路为府。
明洪武四年(1371)，以太平府直隶京师。永乐十八年(1420)，改京师为南京，称南直隶，府县隶属如故。
清顺治二年(1645)，改南直隶为江南省，设江南布政使司，太平府属之。十八年，分设江南左、右布政使司，左布政使司治江宁，太平府属之。康熙六年(1667)，分江南省为江苏、安徽二省，改江南左布政使司为安徽布政使司，仍治江宁，太平府屑之。乾隆二十五年(1760)，安徽布政使司移治安庆，府县均未变。
民国
民国元年(1912)，废太平府，当涂县直属安徽省。民国3年6月设芜湖道，当涂县属之。民国17年8月道废，复直属安徽省。民国21年10月，划属省第二行政督察专员公署。民国26年12月，日军侵占当涂，县政瘫痪。翌年10月，于县境大官圩恢复县政，屑第九行政督察专员公署。民国29年8月，县政府寄驻宣城县沈村，改屑第六行政督察专员公署，民国31年8月，新四军在横山地区组建当涂、江宁、溧水三县行政委员会，翌年冬改为横山县。民国34年9月，县政府迁回县城。同年11月，新四军北撤，横山县废。
建国后
1949年4月，当涂解放。8月，析当涂县城置当涂市，县、市同属皖南行署芜当专区，专署驻当涂市。1950年5月，撤当涂市入当涂县，为第一区。不久，芜当专区撤销，当涂县改属宣城专区。1952年2月，划属芜湖专区。1971年3月，芜湖专区更名芜湖地区，县隶属关系不变。1980年1月，芜湖地区行政公署更名宣城地区行政公署，驻地由芜湖迁宣城，当涂县属之。1983年7月，大桥公社全部划归芜湖市，当涂改为马鞍山市属县。
2000年5月，撤销吉安地区和县级吉安市，设立地级吉安市，吉安市设立吉州区和青原区；宁冈县并入井冈山市；撤销宜春地区和县级宜春市，设立地级宜春市，宜春市设立袁州区；6月，撤销抚州地区和县级临川市，设立地级抚州市，抚州市设立临川区；撤销上饶地区和县级上饶市，设立地级上饶市，上饶市设立信州区。
