西汉，今昭通市分属朱提县（今昭阳、鲁甸、大关、盐津、水富）、南广县（今彝良、镇雄、威信）、堂琅县（今巧家），均隶犍为郡。西汉武帝建元六年（前135），置朱提县。东汉，今昭通市北部属犍为郡南广县，南部属犍为属国朱提县、堂螂县。三国蜀汉分键为郡地立朱提郡（驻朱提县），隶益州，辖朱提（今昭阳）、南广（今盐津）、南昌（今镇雄）、堂螂（今巧家）等县。西晋为益州朱提郡（驻朱提县），辖朱提（今昭阳）、南广（今盐津）、南秦（今镇雄）、堂狼（今巧家）等县。东晋至南朝梁属宁州朱提郡、南广郡。北朝周属南宁州。隋开皇年间属南宁州总管府恭州、协州等地；大业年间，今昭通市大部属犍为郡，西南为东爨地。唐初属剑南道戎州下辖曲州（今昭阳）、协州（今彝良）等地；唐南诏国时属拓东节度辖乌蒙部、阿旁部、阿竿路部、芒布部。宋代，今昭通市大部属梓州府路（南宋为潼川府路）乌蒙部（今昭阳）、易娘部（今彝良）、芒布部（今镇雄）、易溪部（今威信），今巧家属宋大理国东川郡。
元代，今昭通市分属云南行省乌蒙路（今昭阳、鲁甸、永善、大关、盐津）、芒部路（今镇雄、威信、彝良）、东川路（今巧家）、四川行省马湖路（今绥江）。至元二十一年（1284）置乌撒乌蒙军民宣抚司，至元二十四年（1287）改置乌撒乌蒙宣慰司管军万户府，辖乌蒙路、芒部路、东川路等处。乌蒙路：至元十三年（1276）置乌蒙路。大德四年（1300）置阿都县、奚娘县，后省。芒部路军民府：至元十年（1273）置芒部路。辖益良州、强州。东川路：元宪宗年间置闷畔万户，至元十五年（1278）置东川军民府，二十八年（1291）升东川路。至元十一年（1274）置邓州、川州、赵州、姚州，二十八年（1291），以上4州省入东川路。大德四年（1300）置淄都县、乌撒县，后省。四川行省马湖路：至元十三年（1276），设总管府，徙治夷部溪口，属叙南宣抚司。今绥江分属泥溪、平夷、蛮夷3个长官司。
明代，今昭通市分属四川布政司乌蒙府（今昭阳、鲁甸、永善、大关、盐津）、镇雄府（今镇雄、威信、彝良）、东川府（今巧家）、马湖府（今绥江）。乌蒙军民府：洪武十五年（1382），乌蒙路改置乌蒙府，属云南布政司；置归化州属乌蒙府（寻废）；洪武十六年（1383）改属四川布政司，洪武十七年（1384）改置乌蒙军民府。镇雄府：洪武十五年（1382），芒部路改置芒部府，属云南布政司，同年徙治纳冲南七里；洪武十六年（1383）改属四川布政司；洪武十七年（1384）改置芒部军民府，同年撤并强州、益良州。成化年间，芒部军民府徙治纳冲。正德十六年（1521）置白水江簸酬长官司，属芒部军民府。嘉靖五年（1526），芒部军民府更名镇雄军民府；升却佐寨置怀德长官司，升母响寨置威信长官司，升夷良寨置归化长官司（今彝良），升却落角置安靖长官司，均属镇雄军民府。万历三十七年（1609），镇雄军民府改置镇雄府。东川军民府：洪武十五年（1382），东川路改置东川府，属云南布政司，洪武十七年（1384）改置东川军民府，改属四川布政司；洪武二十一年（1388）废，洪武二十六年（1393）复置东川军民府，寻自府西南马鞍山徙治万额山南。马湖府：洪武四年末（1372）马湖路改置马湖土府，弘治八年（1495）改置马湖府。今绥江分属马湖府辖泥溪、平夷、蛮夷3个长官司。万历十七年（1589）泥溪司徙治屏山县西，平夷司万历年间徙治金沙江北。
清代，今昭通市属昭通府、镇雄直隶州、东川府巧家厅。昭通府：清初袭明制，称乌蒙土府，属四川省。雍正五年（1727）3月，析四川省属之乌蒙土府来属于云南省。雍正六年（1728）2月，乌蒙土府改土归流，是为乌蒙府，移治于土府（窦地甸）东二十里地，于米贴地方置永善县，大关屯地方置大关厅，改镇雄府为散州划归乌蒙府。雍正八年（1730）7月，乌蒙府更名为昭通府，并置恩安县为府之附郭。弃天梯（今土城）新建城于二木那（今昭通市城）。同年，昭通府属迤东道（治曲靖府）。雍正九年（1731）置鲁甸厅属昭通府；盐井渡设巡检司，属昭通府大关厅。光绪三十四年（1908）10月于永善县之富官村置靖江县来属；升镇雄州为直隶州。至清末，昭通府辖大关、鲁甸2厅；恩安（附郭）、永善、靖江3县。镇雄直隶州：清初袭明制，称镇雄土府，属四川省。雍正五年（1727）3月，改土归流，为镇雄府，划归云南省。雍正六年（1728）2月，降为散州往属于乌蒙府，彝良州同驻彝良，州判驻威信。雍正八年（1730）7月，乌蒙府更名为昭通府，属迤东道。光绪三十四年（1908）10月，升镇雄州为直隶州，属迤东道。东川府巧家厅：雍正四年（1726）4月，四川省属之东川军民府划归云南省，改置为东川府。雍正五年（1727）7月，于巧家汛地置会泽县，属东川府。雍正七年（1729）4月，徙会泽县治于府城。雍正八年（1730）7月，东川府属迤东道（治曲靖府）。嘉庆十六年（1811）3月，于原会泽县旧址置巧家厅，属东川府。
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1960年9月13日，国务院全体会议第103次会议通过：撤销盐津县，将原盐津县的行政区域并归大关县（已于1959年撤并）；撤销鲁甸县，将原鲁甸县的行政区域并归昭通县（已于1958年11月撤并）。昭通专区辖9县。1962年3月27日，国务院全体会议第115次会议决定：恢复盐津县，以合并于大关县的原盐津县行政区域为盐津县的行政区域（1961年4月28日分治），大关原辖豆沙、柿子划入盐津县。昭通专区辖10县。1963年9月14日国务院全体会议第135次会议决定：恢复鲁甸县。以合并于昭通县的原鲁甸县除马路、苏甲、水屯、酒房四个人民公社以外的行政区域及昭通县永丰区的祖家包包、马鞍山、板板房、陈家湾、马家院子、杨家台子、龙家台子7个村为鲁甸县行政区域。昭通专区辖11县。1964年6月15日国务院批准：昭通专区的会泽县划归曲靖专区。昭通地区辖10县。
1970年昭通专区改称昭通地区，地区驻昭通县。辖昭通、绥江（驻中城镇）、永善（驻景新镇）、盐津、大关、威信（驻扎西镇）、彝良（驻角奎镇）、镇雄、鲁甸（驻文屏镇）、巧家等10县。1974年5月2日，滇川两省协商签署，报经国务院批准，自7月1日始，将云南天然气化工厂（简称“云天化”）厂址所在的原宜宾县安边区的安富公社，横江区的水东公社、水河公社划归云南，设云南省水富区（县级），直属昭通地区领导。1981年1月18日，国务院批准：设立昭通市，以昭通县的部分地区为其行政区域，属昭通地区。1981年8月14日，国务院批复：设立水富县。以（绥江县）水富区的安富、水东、水河3个公社，绥江县的太平公社和会仪公社的新安、新寿两个大队，以及与水富区相邻的盐津县的两碗公社，划归水富县管辖。县人民政府驻云富公社。水富县由昭通地区行署领导。