秦始皇二十六年置定陶县。《汉书·地理志》：“禹贡陶丘在县西南，有陶邱亭。”县名由此。据《说文解字》：“定，安也。”
1995年10月23日，撤销孟海乡、张湾乡，设立孟海镇、张湾镇。
1996年，定陶县面积846平方千米，人口约56.5万人，辖6个镇、13个乡：定陶镇、张湾镇、冉堌镇、孟海镇、黄店镇、陈集镇、邓集乡、一千王乡、力本屯乡、马集乡、南王店乡、田集乡、王双楼乡、姑庵乡、半堤乡、保宁乡、游集乡、杜堂乡、东王店乡。县政府驻定陶镇。
2000年第五次人口普查，定陶县常住总人口563352人，其中：定陶镇77124人，张湾镇26002人，冉堌镇28496人，黄店镇40442人，孟海镇35557人，陈集镇36722人，邓集乡28244人，一千王乡16965人，力本屯乡24618人，马集乡23015人，南王店乡28781人，田集乡25305人，王双楼乡18367人，姑庵乡23943人，半堤乡34623人，保宁乡20029人，游集乡18102人，杜堂乡28130人，东王店乡28887人。
2002年末，定陶县辖7个镇、4个乡：定陶镇、陈集镇、冉堌镇、张湾镇、黄店镇、孟海镇、马集镇、仿山乡、南王店乡、半堤乡、杜堂乡。县政府驻定陶镇。
2010年，撤销定陶镇，设立天中街道、滨河街道；撤销仿山乡、半堤乡，设立仿山镇、半堤镇。至此，全县辖2个街道、8个镇、2个乡：天中街道、滨河街道、陈集镇、冉堌镇、张湾镇、黄店镇、孟海镇、马集镇、仿山镇、半堤镇、南王店乡、杜堂乡。县政府驻天中街道。
2010年第六次人口普查，定陶县常住总人口565793人，其中：天中街道56495人，滨河街道57909人，陈集镇57941人，冉固镇75263人，张湾镇44975人，黄店镇60840人，孟海镇35301人，马集镇45304人，仿山镇46639人，半堤镇34373人，南王店乡24514人，杜堂乡26239人。
2012年，撤销杜堂乡，设立杜堂镇。2013年，撤销南王店乡，设立南王店镇（鲁政函民字[2013]43号）。调整后，全县辖2个街道、10个镇：天中街道、滨河街道、陈集镇、冉堌镇、张湾镇、黄店镇、孟海镇、马集镇、仿山镇、半堤镇、杜堂镇、南王店镇。