战国时期属楚黔中地。
秦属黔中郡。
汉高祖二年（前205），始置辰陵县，属义陵郡。
汉高祖五年（前202），改名辰阳县，属武陵郡。
王莽建立新朝，改辰阳县为会真县，属建平郡。
光武帝建武元年（25），复名辰阳。
次年，省义陵、无阳二县，并入辰阳。
三国时辰阳先属蜀，猇亭之战后属吴。
无阳从辰阳析出置舞阳县。
晋太康元年（280），裁辰阳并入镡成县。
南朝宋武帝永初元年（420），复置辰阳县。
隋开皇九年（589），辰阳县治搬迁于沅水北岸（即今县治），与辰阳之名不符，又适辰溪（又名辰水）入沅水之口，故改县名为辰溪。
唐高祖武德三年（620），复改沅陵郡为辰州。
宋、元、明、清时期，辰溪先后属辰州泸溪郡、辰州路、辰州府。
1914年，属辰沅道。
1949年9月，辰溪解放，成立县人民政府。
1952年，芷江专区改为黔阳专区（后改为黔阳地区），辰溪属之。
1981年6月，黔阳地区改为怀化地区，辰溪属之。
1997年11月，撤销怀化地区，设立地级怀化市，辰溪县属怀化市。