2015年4月28日，国务院（国函[2015]74号）批复同意撤销潼南县，设立重庆市潼南区，以原潼南县的行政区域为潼南区的行政区域，潼南区人民政府驻桂林街道兴潼大道108号。
古为梁州蜀郡梓州路（今三台县，清为潼川府）遂宁、蓬溪两县属地。1912年由蓬溪、遂宁二县析置东安县，设县治于旧梓潼镇，属潼川府。1914年更名潼南县，因地处潼川府之南而得名（民国三年内务部来文，因东安县与直隶、湖南、广东等省重复，自应酌改，查该县设置于梓潼镇，归潼川府辖地，居府南，遂定名为潼南县）。同年裁府设道，隶属川北道。民国二十四年（1935年）废道，隶属四川省第十二行政督察区。
1949年潼南解放后，属川北行政公署遂宁专区。1953年合省后，属四川省遂宁专区。1958年遂宁、绵阳专区合并，隶属绵阳专区。1976年调整行政区域，隶属江津地区。1981年江津地区改为永川地区。1983年撤销永川地区，隶属重庆市。
1953年，将合川县别口乡、万寿区甑子场、安岳县白水乡第八村曾家小湾及龙桥沟等处划归潼南县。
1994年1月撤区并乡建镇后，潼南县辖梓潼、双江、塘坝、柏梓、光辉、小渡、卧佛、太安、上和、古溪、桂林、宝龙、龙形、新胜、玉溪、花岩、飞跃、米心、群力、五桂、新华、永胜22个镇；田家、永安、文明、安兴、龙项、檬子、别口、红花、寿桥9个乡。
1999年7月9日，重庆市政府（渝府[1999]123号）批复同意潼南县县委、人大、政府、政协机关驻地由梓潼镇正兴街27号、23号、34号、59号迁至梓潼镇莲花村拟新建的行政中心内。2000年7月光辉镇更名为崇龛镇。
2000年第五次人口普查，潼南县常住总人口860016人，其中：梓潼镇118646人、上和镇30323人、龙形镇24883人、古溪镇35298人、宝龙镇27341人、飞跃镇15999人、新华镇12947人、玉溪镇23928人、米心镇15849人、群力镇20781人、双江镇47814人、桂林镇31149人、花岩镇12782人、柏梓镇46867人、崇龛镇43348人、塘坝镇62765人、新胜镇27034人、太安镇35755人、永胜镇8086人、小渡镇47035人、卧佛镇39944人、五桂镇13688人、田家乡14323人、龙项乡11576人、檬子乡13071人、别口乡11959人、红花乡15707人、安兴乡11313人、文明乡13623人、永安乡15137人、寿桥乡11045人。
2002年末，潼南县辖22个镇、9个乡，21个居委会、283个行政村，户籍总人口90.43万人，其中非农业人口9.46万人。
2006年6月16日，重庆市政府（渝府[2006]126号）批复同意潼南县将31个乡镇调整为22个乡镇和街道。其中，撤销5个镇、6个乡，设立2个街道，调整6个镇、2个乡行政区域范围，保留11个镇、1个乡行政区域政府和驻地不变。具体为：撤销梓潼镇、桂林镇，设立梓潼街道、桂林街道；撤销新华镇，并入米心镇；撤销飞跃镇、红花乡，并入古溪镇；撤销永胜镇，并入田家乡；撤销文明乡、永安乡，并入柏梓镇；撤销龙项乡，并入田家乡、别口乡；撤销檬子乡，并入龙形镇；撤销安兴乡，并入双江镇、玉溪镇。
2010年第六次人口普查，潼南县常住总人口639985人，其中：桂林街道60294人，梓潼街道152525人，上和镇20654人，龙形镇24526人，古溪镇34633人，宝龙镇14600人，玉溪镇16463人，米心镇13854人，群力镇10951人，双江镇33771人，花岩镇6050人，柏梓镇47879人，崇龛镇27745人，塘坝镇45385人，新胜镇15743人，太安镇24258人，小渡镇27469人，卧佛镇24209人，五桂镇8341人，田家乡16368人，别口乡7879人，寿桥乡6388人。
2011年4月29日，重庆市政府（渝府[2011]37号）批复同意撤销田家乡、别口乡、寿桥乡，设立田家镇、别口镇、寿桥镇。调整后，全县辖2个街道、20个镇：梓潼街道、桂林街道、上和镇、龙形镇、古溪镇、宝龙镇、玉溪镇、米心镇、群力镇、双江镇、花岩镇、柏梓镇、崇龛镇、塘坝镇、新胜镇、太安镇、小渡镇、卧佛镇、五桂镇、田家镇、别口镇、寿桥镇。