东汉兴平二年（195年）孙策析诸暨水门村（亦作大门村）置汉宁县，此为建县之始。三国时改为吴宁县【三国鼎立，兵祸连结。许德为人勇武多智，吴王征召为征商大将氓镇守白峰关（今东阳白峰岭），吴地赖以安宁，故取名为吴宁】。宝鼎元年（266年）分会稽西部置东阳郡，因郡在瀫水之东，金华山之阳，故名。
唐垂拱二年（686年）析义乌东故吴宁地置东阳县，属婺州。此为东阳县名之始。元属婺州路，明、清属金华府。1939年于大盘山分置磐安县。1988年5月，撤销东阳县，设立东阳市。
1996年，东阳市面积1379平方千米，人口约77万人。辖22镇4乡：吴宁镇、上卢镇、六石镇、怀鲁镇、李宅镇、北江镇、巍山镇、虎鹿镇、佐村镇、歌山镇、东阳江镇、郭宅镇、湖溪镇、横店镇、马宅镇、三联镇、千祥镇、防军镇、南马镇、大联镇、黄田畈镇、画溪镇、宅口乡、三单乡、上村乡、八达乡。市政府驻吴宁镇。
2000年第五次人口普查，东阳市总人口753094人。其中：吴宁镇200754人，上卢镇19235人，六石镇31465人，怀鲁镇17328人，李宅镇13726人，北江镇27671人，巍山镇43000人，虎鹿镇26225人，歌山镇10219人，佐村镇9386人，东阳江镇13849人，郭宅镇13291人，湖溪镇23940人，横店镇82009人，马宅镇21595人，三联镇22073人，千样镇20128人，防军镇21356人，南马镇42805人，大联镇20266黄田畈镇29562人，画溪镇17456人，宅口乡4838人，三单乡9762人，上村乡6366人，八达乡4789人。
2001年11月16日，浙政函[2001]242号批复同意东阳市部分行政区划调整：撤销吴宁镇、横店镇、上卢镇、李宅镇、大联镇建制，改由东阳市政府直辖并设立吴宁、横店、南市、白云、江北、城东等6个街道办事处，作为东阳市政府的派出机构：（1）吴宁街道办事处：管理原吴宁镇中部的东街等44居，定址青春路11号。（2）横店街道办事处：管理原横店镇的行政区域，共95村、13居，驻府前路16号（原横店镇政府驻地）。（3）南市街道办事处：管理原吴宁镇南部的高城等39村和原大联镇行政区域，共87村，暂驻吴宁街道大寺下居民区。（4）白云街道办事处：管理原吴宁镇西部的白云等20村、新城等14居，定址望江路2号。（5）江北街道办事处：管理原吴宁镇北部的亭塘等43村、高园下等3居及原上卢镇行政区域，共83村、3居，初定艺海路北端。（6）城东街道办事处：管理原吴宁镇东部的单良等39村、冯家楼1居及原李宅镇行政区域，共58村、1居，暂驻吴宁街道工人路90号。
2002年，东阳市辖6个街道、17个镇、4个乡，76个居民区、1219个行政村：吴宁街道、城东街道、南市街道、白云街道、江北街道、横店街道、湖溪镇、南马镇、六石镇、虎鹿镇、巍山镇、马宅镇、千祥镇、防军镇、北江镇、怀鲁镇、三联镇、佐村镇、郭宅镇、歌山镇、画溪镇、黄田畈镇、东江镇、三单乡、上村乡、八达乡、宅口乡。
2003年9月30日，浙政函[2003]151号批复，同意东阳市行政区划调整：（1）撤销北江镇建制，与歌山镇合并。调整后，歌山镇辖78个村，镇政府驻北江路1号（原北江镇政府驻地）。（2）撤销怀鲁镇建制，与巍山镇合并。调整后，巍山镇辖117个村、1个居委会，镇政府驻地不变（巍山五村）。（3）撤销宅口乡、上村乡建制，与佐村镇合并。调整后，佐村镇辖70个村，镇政府驻地不变（佐村）。（4）撤销八达乡建制，与东阳江镇合并。调整后，东阳江镇辖60个村，镇政府驻地不变（茜畴村）。（5）撤销郭宅镇建制，与湖溪镇合并。调整后，湖溪镇辖75个村，镇政府驻地不变（湖溪村）。（6）撤销三联镇建制，与千祥镇合并。调整后，千祥镇辖88个村，镇政府驻地不变（千祥南路105号）。（7）撤销防军镇建制，与南马镇合并。调整后，南马镇辖105个村，镇政府驻地不变（泉府村）。（8）撤销画溪镇、黄田畈镇建制，合并设立画水镇。画水镇辖74个村，镇政府驻黄田畈南路11号（原黄田畈镇政府驻地）。（9）撤销横店街道建制，设立横店镇。横店镇辖67个村、41个居委会，镇政府驻横店府前路16号（原横店街道办事处驻地）。（10）撤销六石镇建制，其行政区域改由东阳市政府直辖。同时，在此区域内设立六石街道办事处作为东阳市政府派出机构。六石街道管理67个村，办事处驻六石北溪西路1号（原六石镇政府驻地）。区划调整后，东阳市辖歌山、巍山、虎鹿、佐村、东阳江、湖溪、横店、马宅、千祥、南马、画水11个镇，三单1个乡，城区设吴宁、南市、白云、江北、城东、六石6个街道。
2004年，东阳市进行了村（居）规模调整，由原来的1270个村（居），调整为392个村（居），村均人口2015人，村均区域面积4.44平方千米，人口最多的画水镇画溪村有7679人。与上年相比，全市共减少乡级建制10个，基层群众自治组织874个。2004年末，东阳市辖6个街道、11个镇、1个乡，43个社区居委会、349个村委会，面积1739平方千米，人口密度456人/平方千米。
2005年末，东阳市面积1739平方千米。人口79.77万人。辖6个街道、11个镇、1个乡：吴宁街道、南市街道、白云街道、江北街道、城东街道、六石街道；歌山镇、巍山镇、虎鹿镇、佐村镇、湖溪镇、横店镇、马宅镇、千祥镇、南马镇、画水镇、东阳江镇；三单乡。
2006年4月28日，《浙江省人民政府关于东阳市部分行政区划调整的批复》（浙政函[2006]49号）同意：巍山镇裘家岭村划归六石街道办事处。调整后的巍山镇辖29个行政村、2个社区，镇政府驻地不变（工人路1号）；六石街道管理1个社区、22个行政村，办事处驻地不变（北溪西街1号）。南市街道办事处马山前、富贤塘、五官塘、金马、联盟等5个行政村划归横店镇。调整后的南市街道管理26个行政村，办事处驻地不变（朝龙路1号）；横店镇辖11个行政村、10个社区，镇政府驻地不变（府前路16号）。 5月25日，《金华市人民政府关于东阳市部分行政区划调整的通知》（金政发[2006]84号）：根据《浙江省人民政府关于东阳市部分行政区划调整的批复》（浙政函[2006]49号）精神，现就东阳市部分行政区划调整有关问题通知如下： 一、将巍山镇裘家岭村划归六石街道办事处。调整后，巍山镇辖29个行政村，2个社区，镇政府驻地不变（工人路1号）；六石街道管理22个行政村、1个社区，办事处驻地不变（北溪西街1号）。 二、将南市街道办事处马山前、富贤塘、五官塘、金马、联盟等5个行政村划归横店镇。调整后，南市街道管理26个行政村，办事处驻地不变（朝龙路1号）；横店镇辖11个行政村、10个社区，镇政府驻地不变（府前路16号）。 5月29日，东阳市人民政府下发《关于我市部分行政区划调整的通知》（东政发[2006]38号）。
2006年末，东阳市辖6个街道、11个镇、1个乡，19个社区、24个居民区、349个行政村。市政府驻行政中心。2012年末，全市总面积1747平方千米，总人口82.80万人。