西晋置巴兴县，东晋改名长江县，唐置唐兴县，后改名蓬溪县。据《太平寰宇记》：“天宝初改为莲溪县，取邑内蓬溪为名。”一说因县有蓬山（又名蓬莱山）和溪水（即蓬溪水）而得名。1949年隶属遂宁市区，1958年并入绵阳地区，1985年划入遂宁市。
1996年，蓬溪县面积1951.1平方千米，人口约126.2万人。辖24镇13乡：赤城镇、红江镇、蓬莱镇、河边镇、隆盛镇、回马镇、蓬南镇、玉峰镇、象山镇、大英镇、天保镇、天福镇、常乐镇、明月镇、吉祥镇、大石镇、新会镇、文井镇、鸣凤镇、任隆镇、三凤镇、高坪镇、群利镇、宝梵镇、新星乡、板桥乡、槐花乡、黄坭乡、金龙乡、荷叶乡、农兴乡、智水乡、通仙乡、下东乡、罗戈乡、吉星乡、金元乡。县政府驻赤城。
1997年10月31日，民政部（民行批[1997]23号）批复同意调整蓬溪县行政区域，设立大英县。大英县辖原蓬溪县管辖的通仙、金元、智水3个乡和玉峰、象山、卓简井、天保、蓬莱、河边、隆盛、回马8个镇以及原红江镇的文武、永和、夏家沟3个村。县政府驻蓬莱镇。
2000年第五次人口普查，蓬溪县常住总人口672546人，其中：赤城镇71069人，新会镇20623人，文井镇36792人，明月镇27568人，常乐镇26715人，天福镇29601人，红江镇22105人，宝梵镇15688人，大石镇29802人，吉祥镇18127人，鸣风镇34739人，任隆镇31505人，三凤镇32412人，高坪镇13048人，蓬南镇51782人，群利镇20180人，下东乡17580人，新星乡8943人，罗戈乡8343人，板桥乡14016人，槐花乡10875人，吉星乡15697人，黄泥乡14175人，荷叶乡12627人，金龙乡10004人，农兴乡12724人，新胜乡7414人，回水乡11820人，群力乡8381人，高升乡14744人，金桥乡10250人，城南经济区10906人，火车站经济区2291人。
2004年，蓬溪县辖赤城、天福、红江、蓬南、鸣凤、任隆、三凤、大石、常乐、明月、吉祥、新会、文井、高坪、群利、宝梵16个镇和新星、板桥、槐花、黄泥、群力、高升、回水、新胜、金龙、荷叶、农兴、下东、罗戈、吉星、金桥15个乡。
2010年第六次人口普查，蓬溪县常住总人口553239人，其中：赤城镇89105人，新会镇11451人，文井镇26938人，明月镇20009人，常乐镇19928人，天福镇26462人，红江镇17137人，宝梵镇13319人，大石镇21131人，吉祥镇12848人，鸣凤镇24418人，任隆镇23482人，三凤镇25772人，高坪镇9974人，蓬南镇61938人，群利镇20553人，下东乡9713人，新星乡7374人，罗戈乡4713人，板桥乡7465人，槐花乡6310人，吉星乡12750人，黄泥乡11943人，荷叶乡10753人，金龙乡7628人，农兴乡11348人，新胜乡4613人，回水乡8588人，群力乡7112人，高升乡10618人，金桥乡7846人。
2014年，省政府（川府民政[2014]19号）批复同意撤销吉星乡、金桥乡，设立吉星镇、金桥镇。调整后，全县辖18个镇、13个乡：赤城镇、新会镇、文井镇、明月镇、常乐镇、天福镇、红江镇、宝梵镇、大石镇、吉祥镇、鸣凤镇、任隆镇、三凤镇、高坪镇、蓬南镇、群利镇、吉星镇、金桥镇、下东乡、新星乡、罗戈乡、板桥乡、槐花乡、黄泥乡、荷叶乡、金龙乡、农兴乡、新胜乡、回水乡、群力乡、高升乡。