汉高祖五年(前202)，置桂阳郡，属荆州，郡治郴县（含今桂阳县地）。
新莽始元年（9），改桂阳郡为南平郡，郡治迁耒阳，改名南平亭。
东汉建武十一年（35），复名桂阳郡。
隋开皇九年（589），改桂阳郡为郴州，隶潭州总管府。
大业三年（607），复称桂阳郡；十三年（617），置平阳县，辖区相当于今桂阳县，隶属桂阳郡。
唐武德七年（624），郴州改桂阳郡，平阳县并入郴县。
后周广顺元年（951），南汉取桂阳监。
北宋乾德元年（963），桂阳监归宋。
南宋绍兴三年（1133），桂阳监改称桂阳军。
元至元十三年（1276），桂阳军升桂阳路，属湖广行省湖南道宣慰司。
明洪武元年（1368），桂阳路更为桂阳府。
洪武十三年，升桂阳县为桂阳州。
清雍正十年（1732），桂阳州升为直隶州。
1913年，桂阳直隶州改为桂阳县，隶衡永郴桂道。
1914-1922年属衡阳道。
1937年属第八行政督察区。
1940年属第三行政督察区。
1949年，桂阳县解放，隶湖南省郴县专区。
1954年7月，湘南行政区易为郴县专区，桂阳县隶之。
1960年8月，隶郴州专区。
1961年5月，恢复新田县，桂阳县仍隶属郴州专区。
1968年2月，桂阳县属郴州地区革命委员会。
1979年3月，隶郴州地区行政公署。
1995年，郴州撤地建市，桂阳县隶属郴州市。