春秋时属巴国，秦时属巴郡，汉至晋为巴郡临江县地。西魏恭帝二年（555年）置垫江县。据段玉裁云：褺江为嘉陵江、渠江、涪江会合之地，水如衣之重复，故曰褺江，浅山伪作昏垫之垫。一说垫，下也。仰水（江）下流，皆得称之。北周天和二年改名魏安县。
隋开皇十八年复名垫江县。唐初析临江县地置清水县，后改名为桂溪县，宋时省入垫江县。元代省垫江入丰都县，置临江巡检司。元末复置垫江县。明清先后属重庆府忠州和忠州直隶州。民国时期先后属东川道和第十行政督察区。新中国成立后，先后属大竹、涪陵专（地）区、重庆市。
1996年，垫江县面积1518.3平方千米，人口约84.7万人。辖桂溪、新民、沙坪、周嘉、普顺、永安、高安、高峰、五洞、太平、澄溪、严家、沈家13个镇和曹回、长龙、沙河、杠家、大石、黄沙、汪家、包家、白家、永平、三溪、裴兴12个乡。县政府驻桂溪镇。
2000年第五次人口普查，垫江县常住总人口862323人，其中：桂溪镇112336人、新民镇33824人、沙坪镇49273人、周嘉镇44932人、普顺镇32929人、永安镇41035人、高安镇61419人、高峰镇30376人、五洞镇24792人、太平镇35312人、澄溪镇68239人、鹤游镇19647人、坪山镇43722人、曹回乡34609人、长龙乡26069人、沙河乡11035人、杠家乡31190人、大石乡15095人、黄沙乡19404人、汪家乡19635人、包家乡22891人、白家乡30436人、永平乡17728人、三溪乡17519人、裴兴乡18876人。
2002年末，垫江县户籍总人口88.70万人，其中非农业人口10.37万人。辖14个镇、11个乡，22个居委会、279个村委会。
2007年，重庆市政府（渝府[2007]182号）批复同意垫江县包家、三溪、曹回、杠家、裴兴、永平、白家等7个乡撤乡设镇【12月20日垫江府发[2007]34号通知；分别于2008年2月28日、3月6日、3月12日、4月8日正式挂牌成立】。
2008年，全县辖21个镇、4个乡：桂溪镇、新民镇、沙坪镇、周嘉镇、普顺镇、永安镇、高安镇、高峰镇、五洞镇、澄溪镇、太平镇、鹤游镇、坪山镇、砚台镇、白家镇、杠家镇、曹回镇、裴兴镇、三溪镇、包家镇、永平镇、长龙乡、沙河乡、大石乡、黄沙乡。
2010年第六次人口普查，垫江县常住总人口704458人，其中：桂溪镇188980人，新民镇28033人，沙坪镇30928人，周嘉镇32562人，普顺镇21940人，永安镇26390人，高安镇49218人，高峰镇20747人，五洞镇17190人，澄溪镇41321人，太平镇24393人，鹤游镇12374人，坪山镇29409人，砚台镇29695人，曹回镇21028人，杠家镇19072人，包家镇13452人，白家镇19133人，永平镇10315人，三溪镇11327人，裴兴镇10593人，长龙乡16605人，沙河乡6228人，大石乡9434人，黄沙乡14091人。
2014年8月19日，重庆市政府（渝府[2014]53号）批复同意撤销长龙乡，设立长龙镇；撤销黄沙乡，设立黄沙镇。调整后，垫江县共辖2个乡、23个镇。
2014年9月25日，重庆市政府（渝府[2014]61号）批复同意撤销桂溪镇，设立桂阳街道和桂溪街道。界线以牡丹大道中心线经黄沙转盘、凤山东路、凤山西路经桂西大道南段至天宝路，再经明月大道至松林社区四组、五组相邻界和群山村北界，同时结合社区实际进行划分，界线以南为桂阳街道，界线以北为桂溪街道。
至此，全县辖2个街道、22个镇、2个乡：桂阳街道、桂溪街道、新民镇、沙坪镇、周嘉镇、普顺镇、永安镇、高安镇、高峰镇、五洞镇、澄溪镇、太平镇、鹤游镇、坪山镇、砚台镇、白家镇、杠家镇、曹回镇、裴兴镇、三溪镇、包家镇、永平镇、黄沙镇、长龙镇、沙河乡、大石乡。