夏禹定九州，寿地属扬州，殷商如制。周为六、蓼国地，襄王三十年（公元前622年）楚灭六、蓼，地入于楚；景王十六年（公元前529年）吴略州来，并占寿地；敬王二十七年（公元前493年）蔡避楚求吴翼护，迁都州来，州来改称下蔡，寿地属蔡；贞定王二十二年（公元前447年）楚灭蔡，地复入于楚。

秦王政六年、楚考烈王二十二年（公元前241年），楚“东徙都寿春，命曰郢”。秦王政二十四年（公元前223年）秦破楚克郢，虏楚王负刍，楚亡；越二年秦划江淮及其以南地区为九江郡，置寿春县，为郡治。

汉高祖四年（公元前203年）封英布为淮南王，都于六（今六安市），寿春为淮南王国地；英布叛死，高祖立子刘长为淮南王，都寿春；刘长废死，文帝立刘长子刘安为淮南王，仍都寿春；武帝元狩元年（公元前122年），刘安谋叛死，国除，寿春为九江郡治所；元封五年（公元前106年）汉置十三州刺史部，寿春为九江郡治所。九江郡属扬州刺史部。

三国时，江淮为战冲，寿春为魏淮南郡治所，兼扬州治所。

西晋初，徙扬州治所于建邺（今南京）。永嘉时划扬州西部地区为豫州，寿春为淮南郡治所，隶于豫州。

东晋孝武帝时，因避帝后郑阿春讳改寿春为寿阳。太元八年（公元383年）前秦苻坚将兵攻占寿阳，淝水之战晋师大破秦兵，收复寿阳。

南北朝时，宋改寿阳为睢阳，为豫州治所，兼南梁郡治。南齐取代宋，复称寿阳，为豫州治所。北魏略淮南，再称寿春，为扬州治兼淮南郡治所。梁克寿春，为南豫州治所兼南梁郡治所；并析寿春南部地置安丰县。东魏据淮南，寿春复为扬州治所。北齐代东魏，扬州刺史镇寿春；及陈，复以寿春为豫州治所。北周拔寿春，为扬州治所和淮南郡治所。

隋开皇八年（公元588年）置淮南行台尚书省，治所寿春；次年灭陈，改行台省为寿州总管府。大业三年（公元607年）改置淮南郡，寿春为郡治所。

唐武德三年（公元620年）改淮南郡为寿州，隶于淮南道，领3县。天宝元年（公元742年）复改寿州为淮南郡，领5县。乾元初再为寿州，隶于淮南节度使。天复二年（公元902年），唐封淮南节度使杨行密为吴王，都扬州，寿州为吴国地。

五代初，吴王天祐四年（公元907年）置寿州忠正军节度使。吴天祚三年（公元937年）南唐代吴，以寿州置清淮军节度使。后周显德四年（公元957年）世宗拔寿州，置忠正军节度使，徙军治、州治于下蔡，称北寿春，原寿州地称南寿春。

北宋太祖时，寿州（治下蔡）隶于淮南西路。徽宗政和六年（公元1116年）升寿州为寿春府，府治所在北寿春（下蔡），领5县，南寿春为其一。

南宋绍兴十一年（公元1141年）金兵渡淮陷寿春、安丰，下庐州，宋军克之。次年，宋金相约以淮河为界，淮北属金。金以下蔡为寿州，置防御使，隶于汴京路（后改称南京路）；宋则置安丰军，军治在安丰县，寿春隶之；绍兴三十二年（公元1162年）复置寿春府，隶于淮南西路，寿春为府治，领4县，兼制安丰军。乾道三年（公元1167年）改寿春府为淮南西路安丰军，治所寿春。开禧二年（公元1206年）金兵复下淮南，占寿春等地；嘉定初，宋金议和，仍以淮水为界，寿春归于宋。

元初，置中书省与11行中书省，淮南各府、县均隶于河南行中书省。至元十四年（公元1277年）置安丰路总管府，治所寿春，领5县。次年改寿春为散府，领3县。二十八年复为总管府治，领1州、5县。元至正二十四年、宋（韩林儿）龙凤十年（公元1364年），朱元璋据江淮称吴王，以寿春为寿州治，隶于临濠府（后更名为凤阳府，治今凤阳县）。

明代，寿州属南直隶凤阳府，明太祖洪武二年（公元1369年）以寿州直隶于京师中书省。四年，省寿春、安丰、下蔡三县，合并为寿州，领2县，隶于中都临濠府（后改为凤阳府）。永乐十九年（公元1421年）成祖迁都北平府（迁都后更名为顺天府），凤阳府直隶于南京。

清初，寿州属江南省凤阳府，领2县。顺治十八年（公元1661年）置江南省左、右承宣布政使司，凤阳府隶于左司。康熙六年（公元1667年）析江南省地置安徽省，原江南省左布政使司改称安徽布政使司，仍驻江宁（今南京市）署理安徽各府、县政事。雍正二年（公元1724年）定寿州为散州，不领县。十一年，析寿州所属故下蔡县地暨州城北门以外地置凤台县，并划州城东北隅6坊为凤台县治；其界：自宾阳门北侧西行入箭道巷，沿东侧向北经准提庵巷入西大寺巷，沿北侧向西入北大街，沿东侧向北越街入紫城街，沿北侧西行至街尾向北止于城垣。乾隆二年（公元1737年）置寿春镇总兵署于寿州城，制两淮军事。二十五年（公元1760年）安徽布政使司自江宁迁省会安庆，为抚院的属衙（称藩台衙门），州、府均听命于抚院。同治四年（公元1865年）徙凤台县治于下蔡镇，原治所辖州城6坊还属寿州；同年，安徽置3道，寿州隶于凤颍六泗道（后改为皖北道）凤阳府。

民国元年（公元1912年）废道府，改寿州为寿县，直隶于安徽省。3年，复置道，寿县属淮泗道（治凤阳县）。17年撤道，复隶于省。21年10月，寿县划属安徽省第四行政督察区，专员驻寿县；27年12月改属第三区，专员先后驻立煌（今金寨）、六安；29年冬，第三区改为第二区。

1949年元月，寿县和平解放，军管时期受中共江淮区党委二地委领导；同时，以寿县瓦埠湖以东与合肥、定远县毗连地区建置寿合县。2月，军事管制委员会撤销，民主政府成立，寿县改隶于皖西行政公署；同时将凤台县所属的城北各山村划归寿县，置八公、北外2乡。6月，撤寿合县建制，原划出的瓦东地区仍归寿县；寿县隶于皖北人民行政公署六安专区。

1952年8月隶于安徽省六安专区。

1954年2月将县东北的二十店乡与隗店、北外乡的部分行政村划交淮南市；10月，肥西县土山区斗镇乡靠近吴山庙的3个自然村划归寿县，入三义区吴山乡。

1958年12月，析寿县真武庙至正阳关一线以南、瓦埠湖南部以西地区建置安丰县，县治设石家集，隶于六安专区；其余地区仍为寿县，改隶于淮南市。次年4月撤安丰县，地复入寿县，寿县再隶于六安专区。

1965年7月将寿县东部的下塘、杨庙、水湖、杨公4区划交合肥市长丰县。

2015年12月3日，国务院（国函[2015]206号）批复同意将六安市寿县划归淮南市管辖。