公元前7世纪末，周室衰微，西戎南侵，平王东迁，移都洛邑，将迤山（今县境西南瓦窑头原畔一带）划辖秦国。随着秦国势力的不断扩张，秦厉共公二十一年（前456）始在频山以南设置频阳县治（故址在今美原镇古城村一带）。秦统一全国后，以频阳属内史。西汉高帝时（前206—前195），以频阳县属河上郡。另于县境南部设置怀德县（故址在今华朱乡怀阳城附近），两县均属内史。景帝时（前156—前141），两县同属左内史。武帝时（前140—前87），又以两县归属左辅。新莽时（9—23），两县属列尉大夫。东汉时（25—220）.并怀德县入频阳县，属左冯翊。三国时（220—265），归属曹魏，仍称频阳县，属左冯翊。西晋时（265—316），自彭原界（今甘肃省庆阳地区西南）徙富平县治于怀德故城，与频阳县并存。东晋时（317—420），富平一度为苻秦所统治，曾在频阳县境内设置土门护军（故址今薛镇乡土木坊）。

北魏太武帝太平真君八年（447），撤土门护军，将其辖地并入同官县（今铜川市），迁北地郡至泥阳县所属通川（今流曲镇）；又并泥阳县于富平县。宣武帝景明元年（500），撤原频阳县建制，划同官县一部，另建土门县（今薛镇），隶北地郡。

西魏文帝大统五年（539），富平县治由怀德故址迁至石川河北岸（今城关乡古城村一带）。废帝三年（554），以富平县属宜州（今耀县）。北周闵帝元年（557），于中华原置中华郡（故址今城关乡石佛原一带），富平县划归该郡管辖。武帝建德四年（575），裁中华郡，富平县改属左冯翊。

隋文帝开皇三年（583），富平县改属京兆郡。炀帝大业二年（606），将土门县并入华原县（今耀县），属京兆郡。恭帝义宁二年（618），又从华原县划出原土门县辖域，恢复土门县建置，属宜君郡。唐高祖武德元年（618）设置富平道，归骠骑车骑统辖；不久，改富平道为玄武军。太宗贞观十七年（643），废土门县。高宗咸亨二年（671），于富平、华原两县境域各划一部，在原土门县故址另建美原县。武则天天授元年（690），以美原县隶于宜州。大足元年（701），以美原县改属雍州。玄宗开元年间（712—741），徙富平县治于义亭城（今华朱乡旧县村一带），属京兆府。德宗贞元四年（788），定富平县为赤县（按：赤县非县名，唐代分县为等，诸等中有赤县，由京城直接治理），旋升县为州。哀帝天祐二年（905），划出美原县，设置鼎州，隶属耀州（二州不同级）。

五代时，后梁恢复美属耀州。末帝贞明元年（915），改鼎州为裕州，隶属崇州。后唐复以富平县改属耀州，美原县初属同州，继属耀州。至后晋、后汉、后周诸朝，均未变动。

北宋哲宗元祐三年（1088），富平、美原二县同属永兴路京兆府耀州。

金太宗天会九年（1131），即宋金两军“富平之役”后，金人以富平、美原二县赐齐（金人立刘豫为齐帝，建都大名）。熙宗天眷元年（1138），两县又同归宋。天眷三年（1140），复由宋入金。皇统二年（1142），撤富平县，以其地并入 美原县，隶属耀州。

蒙古军南下后，恢复富平县制，与美原同属耀州。世祖至元元年（1264），将美原县并入富平县。至此，富平县境内再无两县并存的情况。

元末明初（1368—1370），富平县治由义亭城迁至窑桥寨（今老县城），属西安府。明末，李自成建大顺国于西安，县治仍设窑桥寨。

清代，富平县属西安府。

民国初，尽废府州厅制，平属陕西省关中道。

民国23年（1934），属陕西省第十行政督察区（专署驻咸阳）。

民国37年（1948），改属第三行政督察区（专署驻耀县）。

1949年5月4日富平解放。县人民政府成立后，归属三原分区。

1950年5月整编后，属咸阳专区。

1953年1月改属渭南区专员公署（1955年7月改称渭南专员公署）。

1956年10月渭南专员公署撤销，富平县直属陕西省人民委员会管辖。

1958年12月，富平县并入铜川市。

1961年8月从铜川市划出，又恢复富平县制，复属渭南专员公署。

1969年后属渭南地区至今。

1970年5月13日，富平县治从老城区迁至新城区（窦村）人民路北端。