南宋乾道年间朱熹《南岳游山后记略》中有“西戍至褚洲”句。相传当时此地盛产槠树，故名。后人嫌“槠”字难写难认，遂以谐音“株”字取而代之。明崇帧《长沙府志》已作株洲，或为“朱洲”。
原为湘潭县地，属长沙郡，后属潭州；五代为楚潭州长沙府湘潭县地；北宋为潭州湘潭县地；元为天临路湘潭州地；明为长沙府湘潭县地；清末一度设株洲厅。1937年为第一行政督察区湘潭县地。
1949年为长沙专区湘潭县地。1951年以湘潭县株洲镇等地析置株洲市（县级），属长沙专区。1952年株洲市属湘潭专区。1956年株洲市升为省辖市。1959年，湘潭、醴陵2县部分区域划入株洲市郊区。1965年4月析株洲市郊区地置株洲县，县沿袭市名，驻渌口镇，属株洲市。
1997年，朱亭镇与黄龙乡合设立黄龙镇。1997年5月31日，国务院批准（国函[1997]40号）将株洲县的群丰镇和马家河乡划入株洲市市区（天元区）。1998年，古岳峰撤乡建镇；鸿仙乡与漂沙井乡合并设立仙井乡。至此，株洲县辖7个镇、14个乡。
2000年第五次人口普查，株洲县总人口429723人，其中：渌口镇57794人、黄龙镇25058人、淦田镇16823人、白关镇18290人、雷打石镇32638人、三门镇32481人、古岳峰镇22838人、龙凤乡12949人、龙潭乡8040人、砖桥乡11707人、平山乡11964人、太湖乡13841人、长冲乡5529人、八斗乡5532人、洲坪乡23131人、南阳桥乡22192人、仙井乡30655人、姚家坝乡20503人、大京乡6470人、堂市乡24664人、王十万乡26624人。
2002年黄龙镇更名为朱亭镇。
2005年6月6日，株洲市政府（株政办发[2005]15号）转发省民政厅湘民行发[2005]12号文件批复：一、同意长冲乡与太湖乡合并设立新的太湖乡。以原长冲乡与太湖乡的行政区域为新设太湖乡的行政区域，新的太湖乡辖22个建制村，总面积128平方千米，总人口2万人，乡政府驻桐子坡（原太湖乡政府驻地）。二、同意八斗乡与淦田镇合并设立新的淦田镇。以原八斗乡和淦田镇的行政区域为新设淦田镇的行政区域，新的淦田镇辖2个居委会、25个建制村，总面积100平方千米，总人口2.3万人，镇政府驻淦田（原淦田镇政府驻地）。三、同意大京乡与白关镇合并设立新的白关镇。以原大京乡和白关镇的行政区域为新设白关镇的行政区域，新的白关镇辖1个居委会、17个建制村，总面积79平方千米，总人口2.5万人，镇政府驻白关铺（原白关镇政府驻地）。四、同意将朱亭镇政府驻地由福祖桥迁移至场坪。至此，株洲县辖7个镇、11个乡。
2010年，将株洲县的白关镇和姚家坝乡划归株洲市芦凇区管辖。调整后，株洲县总面积1231.2平方千米，总人口39.9万人，辖6个镇、10个乡：渌口镇、朱亭镇、雷打石镇、三门镇、古岳峰镇、淦田镇、龙凤乡、龙潭乡、砖桥乡、平山乡、洲坪乡、南阳桥乡、仙井乡、堂市乡、王十万乡、太湖乡，县政府驻渌口镇。
2011年，将株洲县的雷打石镇和三门镇划归天元区管辖（湘民行发[2011]6号）。调整后，株洲县总面积1053.6平方千米，总人口33.7万人，辖4个镇、10个乡：渌口镇、朱亭镇、古岳峰镇、淦田镇、龙凤乡、龙潭乡、砖桥乡、平山乡、洲坪乡、南阳桥乡、仙井乡、堂市乡、王十万乡、太湖乡，县政府驻地不变。