戰(zhàn)國(guó)中期，屬楚。
秦代，屬長(zhǎng)沙郡。
西漢高祖五年（前202年），始置承陽(yáng)縣，屬長(zhǎng)沙王國(guó)。
武帝元鼎六年（前111年），于蒸水之南置鐘武縣，屬零陵郡。
宣帝元康元年（前65年），鐘武縣改稱(chēng)鐘武侯國(guó)，平帝元始元年（1年），承陽(yáng)縣改稱(chēng)承陽(yáng)侯國(guó)。
新莽始建國(guó)元年（9年），將承陽(yáng)、鐘武合并稱(chēng)鐘武、改名鐘桓。
東漢建武二年（26年），改承陽(yáng)為蒸陽(yáng)，與鐘武皆稱(chēng)侯國(guó)，屬零陵郡。
永建三年（128年），鐘武更名為重安侯國(guó)。
建安初，析蒸陽(yáng)縣、鄙縣的部分屬地置臨蒸縣，屬零陵郡。
三國(guó)時(shí)，吳孫亮太平二年（257年），分長(zhǎng)沙西部置衡陽(yáng)郡。
蒸陽(yáng)、重安、臨蒸屬衡陽(yáng)郡。
東晉孝武帝太元二十年（395年），都縣并入臨蒸縣，屬湘東郡；蒸陽(yáng)縣并入重安縣，屬衡陽(yáng)郡。
南朝宋文帝元嘉元年（424年），重安縣改稱(chēng)重安侯國(guó)，臨蒸縣改稱(chēng)臨蒸伯國(guó)。
明帝泰始元年（465年），改重安侯國(guó)為子國(guó)，屬衡陽(yáng)王國(guó)。
齊高帝建元元年（479年），臨蒸復(fù)稱(chēng)縣，屬湘東郡。
陳文帝天嘉初，鐘武并入臨蒸，析臨蒸縣西部置衡山縣，倚湘東郡郭。
宣帝太建元年（569年），析臨蒸縣東鄉(xiāng)置新城縣。
隋文帝開(kāi)皇九年（589年），省衡陽(yáng)、湘東二郡始置衡州，并臨蒸、重安、新城三縣始置衡陽(yáng)縣，州、縣同城。
大業(yè)三年（607年），改衡州為衡山郡，仍以衡陽(yáng)縣為倚郭。
恭帝義寧一年（617年），隋在湖廣的政權(quán)被蕭銑的梁朝所取代。
梁鳳鳴元年（617年），仍立衡州，衡陽(yáng)縣屬梁國(guó)衡州，為附郭縣。
唐高祖武德四年（621年），改衡山郡為衡州，分衡陽(yáng)縣復(fù)置重安、臨蒸、新城三縣。
七年（624年），并新城、重安兩縣入臨蒸縣。
玄宗開(kāi)元二十年（732年），臨蒸縣復(fù)名衡陽(yáng)縣，天寶元年（742年）后，州郡并稱(chēng)，衡陽(yáng)縣屬衡州衡陽(yáng)郡。
肅宗至德二年（757年），衡州防御使治所設(shè)衡陽(yáng)縣城，領(lǐng)轄衡、岳、潭、郴、邵、永、道、涪八州軍事。
代宗廣德二年（764年），置湖南觀察使治所于衡陽(yáng)縣城，領(lǐng)轄衡、潭、邵、永、道五州軍事。
大歷四年（769年）徙治潭州，在衡陽(yáng)以湖南定名的建置中心，由衡陽(yáng)轉(zhuǎn)移到長(zhǎng)沙。
五代十國(guó)時(shí)，后梁太祖開(kāi)平元年（907年），馬殷割據(jù)湖廣地區(qū)稱(chēng)楚王。
楚分所有地為二十八州一監(jiān)，直隸長(zhǎng)沙府，衡陽(yáng)縣隸屬楚國(guó)衡州。
宋，隸屬荊湖南路衡州衡陽(yáng)郡。
元世祖至元十三年（1276年），衡州改稱(chēng)衡州路，衡陽(yáng)縣隸屬衡州路。
順帝至元三年（1337年），析衡陽(yáng)縣東南鄉(xiāng)復(fù)置新城縣（今分屬衡南縣、耒陽(yáng)市）。
至正二十四年（1364年），吳王朱元璋改元朝衡州路為衡州府，衡陽(yáng)縣屬衡州府，于明太祖洪武元年（1368年）結(jié)束元朝統(tǒng)治歸屬明朝。
明太祖洪武十年（1377年），并新城縣入衡陽(yáng)縣。
清康熙十七年（1678年）三月初二日，吳三桂在衡陽(yáng)稱(chēng)帝，改衡州府為定天府。
乾隆二十年（1755年），湖南巡撫陳宏謀，以衡陽(yáng)縣“幅員遼闊，路當(dāng)沖要，事繁難治”為由，奏請(qǐng)朝廷析其東南境（約今衡南縣）置縣分治。
民國(guó)元年（1912年）2月，并衡陽(yáng)、清泉二縣為衡州府。
民國(guó)二年（1913年）9月，裁府置縣，衡州府復(fù)稱(chēng)衡陽(yáng)縣。
民國(guó)三十一年（1942年）1月，析衡陽(yáng)縣城區(qū)及城郊3個(gè)鄉(xiāng)置衡陽(yáng)市。
縣、市治同城。
1949年10月1日，中華人民共和國(guó)成立。
10月8日衡陽(yáng)解放，衡陽(yáng)縣隸屬衡陽(yáng)專(zhuān)員公署。
1952年4月，根據(jù)政務(wù)院決定，析衡陽(yáng)縣東南境一、二、四、九區(qū)置衡南縣。