春秋时,境域为鲁季氏邑。
战国时称费国。
西汉置费县,属东海郡。
东汉,华县入费县属兖州泰山郡。
魏、晋、南北朝时,均属徐州琅琊郡。
隋开皇年间废郡,费县属沂州;大业年间改州为郡,费县属琅琊郡;隋末,费县因动乱废。
唐武德四年(621),复置费县,属河南道沂州(琅琊郡);贞观年间,废颛臾县入费县,属沂州。
宋时,属京东东路沂州(琅琊郡)。
金时,属山东东路沂州。
元时,地方设行中书省,境域属腹里山东益都路沂州。
明时,改行中书省为承宣布政使司(习惯仍称行省),费县先后属山东承宣布政使司的青州府和兖州府沂州。
清雍正二年(1724年),沂州由散州改为直隶州,清雍正十二年,升为府,费县属山东省沂州府。
1914年,属济宁道。
1925年,改属琅琊。
1928年废道,直属山东省。
1936年,属山东省第三行政督察区。
1940年,抗日民主政权以滋阳-临沂公路为界析置费南、费北2县,费南属鲁南行政区、费北属鲁中行政区。
1944年4月,原费县分属费北、费东、费南、温和4县。
1945年,合费南县全部及费北县一部分,置平邑县。
1946年4月,温河县改为费县,隶属鲁南行政区第一专区,费北、费东2县合并置蒙山县。
1948年1月,费县属鲁南行政区第三专区。
1948年7月,费县隶属鲁中南行政区第五专区。
1949年7月,属台枣专区。
1950年5月,划属临沂专区。
1952年3月,撤销蒙山县;上冶、白埠、薛庄、诸满、汪沟5区划归费县。
1956年春,朱田区由平邑县划入费县。
1967年,属临沂地区。
2003年5月,汪沟镇石家庄、东石沟、西石沟、后社、三胜庄、永太庄、任家庄7村民委员会划入兰山区半程镇。
2024年1月,汪沟镇、方城镇、新桥镇划归兰山区管辖,境域始成现状。