夏（公元前21世纪～前16世纪），今沂南地属东夷。

商（公元前16世纪～前1046年），今沂南地属人方。

周（公元前1046～前221年），西周时期，今境西部属鲁国，东部属莒国。春秋时期，部分地域为阳国。战国时期，楚灭莒、鲁后，今境交替为楚、齐所有。公元前 223年，秦灭楚，今境东部属秦国，西部仍属齐国。

秦（公元前221～前207年），今境属琅琊郡莒县。

西汉（公元前206年～公元25年），今境大部地域属兖州城阳国：南为阳都县，北为东安县，东北部属莒县，西北部属卢县（“卢”一作“虑”）。此外，南石门乡全境及双堠、青驼两乡镇西部属兖州泰山郡华县，今境南部和东部少数地域属徐州的琅琊郡、东海郡：大王庄乡南部、蒲汪乡大部属新山县，葛沟乡南部属魏其县，青驼、高里、砖埠 3个乡镇的南部属临沂县，葛沟乡西南部属开阳。

东汉（公元 25～220年），今境大部地域属徐州刺史部琅琊国，为阳都、东安、莒县、开阳、临沂等县地，少数地域属兖州刺史部泰山郡：西北部属盖县，西南部属费国（侯国，县级 ）。

三国·魏（220～265年），今境大部属徐州：南为琅琊国阳都县、临沂县地，北属东莞郡东安县；东部湖头、大王庄、蒲汪一带属青州城阳郡莒县；西南部属兖州泰山郡费县、华县。

晋朝及十六国（265～420年），西晋，今境大部属徐州琅琊国：今境中心地区为阳都、东安两县地，南部少数地区属华县、费县、临沂县。东北部属青州城阳郡莒县。自327年始，先后属后赵、前燕、前秦、后燕、南燕等国，政区设置均沿用西晋制度。

南北朝（420～581年），南朝刘宋时，今境分属徐州东安郡发干县、东莞郡莒县、琅琊郡费县。北魏时， 435年属东徐州东安郡发干县，东莞郡莒县，北徐州琅琊郡即丘县、临沂县、费县。大部地区为发干县地。太和二十二年（498年）东徐州改称南青州。今境大部地区于 534年后属东魏南青州东莞郡，572 年后属北齐南青州东安郡。

隋（581～618年），开皇三年（583年）废郡设州，今境分属莒州东莞县、莒县和沂州临沂县、费县。 开皇四年（584年），东莞县改称东安县。开皇十六年（596年），东安县改称沂水县。 大业三年（607年），改州为郡，现境属琅琊郡的沂水、临沂、莒县、费县。

唐（618～907年），武德四年（621年），置沂州，今境南部属之，分隶临沂、费县。次年，今境中心地区属莒州：大部属沂水县，东部属莒县。贞观八年（634年），撤销莒州，沂水县改属沂州（琅琊郡），东部随莒县改属密州（高密郡）。沂州、密州均属河南道。至德（756～758）年间废道，今境属兖海观察使沂州。

五代（907～960年），政区建置基本上沿袭唐制。后梁、后唐、后晋、后汉、后周，今境均属沂州，为沂水等县地。

北宋（960～1127年），属京东东路。大半属沂州：今境中心地区属沂水县，南部属临沂县、费县。东部属密州莒县。

南宋（1127～1279年），1128年起，今境属金山东东路莒州（大部属沂水县，东部属莒县）和沂州（青驼一带属临沂县、费县）。1130年，金立刘豫为齐帝，今境属齐。1137年，刘豫被废，今沂南地仍属金。1218年， 红袄军一部的首领李全投南宋。次年，李全攻下青、莒等州，今境属南宋的京东路。宋宝庆三年（1227年），李全降蒙古，今境属元。

元（1206～1368年），1227年始，属中书省山东东西道宣慰司益都路莒州沂水县、莒县和沂州临沂县、费县：今境大半属沂水县，东部属莒县，南部属临沂县，青驼镇西部属费县。

明（1368～1644年），洪武元年（1368年），今境分属山东行中书省青州府莒州和济宁府沂州：大半属莒州沂水县，东部直属莒州，今青驼镇东部及高里乡直属沂州，青驼镇西部属沂州费县。 洪武九年（1376年）山东行中书省改为山东承宣布政使司。沂州于洪武五年（1372年）改属济南府， 洪武七年（1374年）改属青州府， 洪武十八年（1385年）至明末属兖州府。

清（1644～1911年），清初，今境分属山东省青州府莒州和兖州府沂州。 雍正二年（1724年），沂州升为直隶州。 雍正八年（1730年）莒州升为直隶州。雍正十二年（1734年），沂州升为府，并设附郭兰山县，莒州及所领沂水、日照、蒙阴 3县归沂州府。雍正十三年（1735年），降削莒州所领 3县。至此，今境大半地域属沂水县，今东张家哨、湖头、大王庄、蒲汪 4乡的全境及苏村镇的杨家官庄、姚家官庄，库沟乡的蔡家洼，辛集乡的高家屯、李家屯，葛沟乡的黄家屯属莒州，高里乡全境及葛沟、砖埠、青驼、双堠等乡（镇）的部分村庄属兰山县，青驼镇西部属费县。

中华民国（1912～1949年），民国元年（1912年），行政区划沿袭

旧制。

1913年，废府、州，沿用道制，今境属岱南道的沂水、莒县、兰山、费县。是年，兰山县改称临沂县。

1914年，岱南道改称济宁道。

1925年，今境属琅琊道。

1928年裁道，各县直属山东省。

1936年，各县属山东省第三区行政督察专员公署。

1937年芦沟桥事变后，分属第三行政督察区沂水、莒县、临沂及第十五行政督察区费县。

1947年，属第三行政督察区沂水、莒县、临沂、费县。

1948年，今沂南全境解放。

1938年，中共中央派干部来山东，开辟抗日革命根据地。1939～ 1949年，今境各地曾先后分别隶属于沂南、沂中（后改称沂水）、临沂、临费沂边联县 （后改称沂临边联）、蒙阴、费东、沂东、莒县、莒中、莒临边联等 10县。以下只介绍沂南县的建置沿革：1939年10月，建立中共南沂蒙县委。12月，建立南沂蒙联防办事处（相当于县政府）。

1940年3月，南沂蒙联防办事处改称沂南行署，直属山东分局。

1941年2月，属沂蒙专区。

1942年6月，属鲁中区行政联合办事处。

1945年7月，属鲁中行署。8月，山东省战工会改称山东省政府。

1948年7月，属鲁中南行政区第二专署。

1949年3月，属山东省人民政府鲁中南行政区沂蒙专署。

中华人民共和国（1949年10月1日成立），建国初，属鲁中南行政区沂蒙专署。

1950年5月，属沂水专区。

1953年8月，隶属临沂专区。

1958年11月撤销，1961年8月再置。县政府驻地界湖镇。

1994年12月17日 ，临沂撤地设市，属临沂市。

1997年12月26日，撤销双堠乡，设立双堠镇。

2000年12月29日，撤销独树乡，将其行政区域并入界湖镇；撤销河阳乡，将其行政区域并入大庄镇；撤销高里乡，将其行政区域并入青驼镇；撤销中高湖乡，将其行政区域并入岸堤镇；撤销南石门乡，将其行政区域并入双堠镇；撤销代庄乡，将其行政区域并入孙祖镇；撤销库沟乡，将其行政区域并入辛集镇；撤销大王庄乡，将其行政区域并入蒲汪镇；撤销东张家哨乡，将其行政区域并入湖头镇；撤销鲁家庄乡，将其行政区域并入铜井镇；撤销朱家里庄乡，将其行政区域并入依汶乡（鲁政函民字[2000]91号）。即沂南县由15个镇、13个乡调整为15个镇、2个乡：界湖镇（独树乡）、岸堤镇（中高湖乡）、青驼镇（高里乡）、张庄镇、大庄镇（河阳乡）、葛沟镇、湖头镇（东张家哨乡）、辛集镇（库沟乡）、蒲汪镇（大王庄乡）、依汶乡（朱家里庄乡）、马牧池乡、杨家坡镇、双堠镇（南石门乡）、孙祖镇（代庄乡）、苏村镇、铜井镇（鲁家庄乡）、砖埠镇。（括号内的为被撤并的乡镇）。

2002年3月22日，省政府批复同意：沂南县撤销依汶乡，设立依汶镇，其行政区域和人民政府驻地不变。