相传，大禹治水时，在黄河中游凿开“人门”、“神门”、“鬼门”三道峡谷，称三门峡。1956年4月从陕县划出会兴区建立三门峡工区政府，同年9月改为三门峡街道，1957年设三门峡市。1959年陕县并入，1961年市县分置，归洛阳专署辖。1986年1月18日，国务院批准，三门峡市升为地级市，原洛阳地区的渑池、陕县、灵宝、卢氏4县划归三门峡市管辖。义马市由三门峡市代管。
1990年，全市共设93个居民委员会。1992年，为适应改革开放与经济发展形势，三门峡市内设经济技术开发区管理委员会，驻地在陕州城遗址；开发区管委会下辖向阳、后川、南关、三里桥、韩庄等5个村民委员会。1993年5月，报经国务院批准，灵宝县撤县设市。
1996年，全市面积10496平方千米，人口约208.4万人，以汉族为多，有回、满、蒙古、维吾尔等23个民族，辖湖滨区、渑池县、陕县、卢氏县，代管义马、灵宝2个县级市。
2000年第五次人口普查，三门峡市常住总人口2177428人，其中：湖滨区288746人、渑池县328947人、陕县343863人、卢氏县356431人、义马市136543人、灵宝市722890人。2000年末，三门峡市共设76个乡（镇）、10个街道，1347个村民委员会、152个居民委员会，11204个村民小组。
2005年撤并乡镇，全市原辖76个乡镇，净撤乡镇12个，改设街道2个，撤并后全市乡镇总数为62个。渑池县：撤销池底乡并入陈村乡，撤销西村乡并入果园乡，撤销笃忠乡并入天池镇，撤销西阳乡并入仰韶乡。湖滨区：撤销崖底乡并入交口乡，撤销会兴镇并入磁钟乡。义马市：撤销千秋镇、常村镇，改设街道办事处2个。陕县撤销大延洼乡并入观音堂镇，撤销柴洼乡并入王家后乡，撤销东凡乡并入菜园乡，撤销宜村乡并入西张村镇。灵宝市撤销东村乡并入寺河乡，撤销程村乡并入阳平镇。
2005年末，三门峡市辖1个市辖区、3个县，代管2个县级市；全市共有12个街道（其中3个街道尚未向河南省备案）、27个镇、35个乡，117个居委会（其中1个由开发区管理，估计也未备案）、1362个村委会，11456个村民小组，总人口227.48万。湖滨区面积219平方千米，人口33.22万人。义马市面积112平方千米，人口16.10万人。灵宝市面积2997平方千米，人口73.23万人。邮政编码472500。渑池县面积1368平方千米，人口33.64万人。陕县面积1610平方千米，人口34.49万人。卢氏县面积4004平方千米，人口36.80万人。（数据根据：《三门峡市行政区划简册》）
2010年第六次人口普查，三门峡市常住总人口2234018人，其中：湖滨区325628人，渑池县346434人，陕县343679人，卢氏县352449人，义马市144779人，灵宝市721049人。
2015年2月16日，《国务院关于同意河南省调整三门峡市部分行政区划的批复》（国函[2015]39号）：同意撤销陕县，设立三门峡市陕州区，以原陕县的行政区域为陕州区的行政区域，陕州区人民政府驻大营镇陕州大道18号。