春秋属晋，战国时属赵的一邑称西阳，西汉始置中阳县。
东汉末年并入离石县，属西河郡。
三国属魏，十六国时期，初属后赵永石郡，后属西河郡。
前秦、前燕沿袭未变。
北朝时期属北魏离石镇。
北周大象元年（579），置宁乡、平夷二县，均属离石郡。
隋大业三年（607）并宁乡、平夷入离石为石州。
唐代一直属石州。
五代十国时期，初属后梁、后唐、后晋，后属后汉、北汉。
宋属河东路太原府石州。
金泰和二年（1212）重设宁乡县，亦属石州。
元代初属山西宣慰司太原路石州，后改属冀宁路石州。
明代属山西承宣布政司太原府石州，万历二十三年（1595）改属汾州府永宁州，至清朝一直未变。
1914年将宁乡县复名为中阳县，属山西省冀宁道至1946年中阳县解放。
1946年12月12日，中阳县解放，属晋绥边区离石专区管辖。
1949年初，晋绥边区撤销，中阳县改属陕甘宁晋西北离石专员公署；9月山西省人民政府成立，中阳县属汾阳专区。
1951年3月27日，汾阳专区撤销，中阳县改属兴县专区。
1952年7月，兴县专区撤销，中阳县属榆次专区管辖。
1958年10月，中阳县并入离石县，为中阳镇。
1959年10月，恢复中阳县建置，属晋中专区管辖。
全县辖22个公社。
1971年5月，组建吕梁地区，从中阳县划出12个公社归柳林县管辖，时辖10个人民公社。
1972年6月从城关公社划出13个生产大队增设苏村公社，时下中阳县辖11个公社。
1984年撤销人民公社建制，设7个乡，辖4镇7乡共计11个乡镇。
2002年撤乡并镇，辖5个镇2个乡共计7个乡镇，设有13个居民委员会、87个村民委员会。
2004年4月，属吕梁市，辖区乡级政区至今未变，沿用至今。