因县治在汉江之南，故名。三国魏置安阳县，西晋改名安康县，唐至德二年（757）改汉阴县。故治在今石泉县南石泉嘴。南宋绍兴二年（1132年）移至新店（即今址）。元至元年间省为巡检司，入金州。明洪武三年（1370年）复置，属金州。嘉靖三十八年（1559年）属汉中府。万历十一年（1583年）属兴安州。
清乾隆四十七年（1782年）又废入安康县，五十五年置汉阴厅，属兴安府。1913年罢厅设汉阴县，属汉中道。1928年直属省。1949年属安康分区。1950年属安康专区。1958年撤销汉阴县并入石泉县，1961年以原划入区域复设汉阴县，属安康专区。1969年属安康地区。2000年属安康市。
1991年，汉阴县面积1347平方千米，辖5区1镇，40个乡镇，9个居委会、262个行政村，37个居民小组、1737个村民小组，共8.81万户、27.41万人，其中农业人口25.41万人。
1995年，汉阴县面积1347平方千米，人口28万人。辖3镇38乡：城关镇、蒲溪镇、涧池镇、平梁乡、高粱乡、红星乡、三河乡、酒店乡、药王乡、八庙乡、天星乡、太平乡、月河乡、凤亭乡、永宁乡、小街乡、双乳乡、安良乡、龙太乡、田禾乡、清明寨乡、金花乡、水田乡、双河口乡、黄龙乡、龙垭乡、三清乡、鹿鸣乡、石条街乡、铜钱乡、堰坪乡、凤江乡、杜家垭乡、塔岭乡、上七乡、梓龙乡、汉阳乡、渭溪乡、黎明乡、双坪乡、天池乡。县政府驻城关镇。
1996年，撤销平梁区、蒲溪区、铁佛区、漩涡区、汉阳区等5个区公所的建制；撤销太平乡、月河乡、天星乡并入城关镇，撤销金花乡、清明寨乡并入涧池镇，同时将三清乡的东风、中清2个村委会划归涧池镇，撤销小街乡、龙太乡并入蒲溪镇，撤销平梁乡、红星乡、高梁乡、三河乡合并设立平梁镇，撤销双乳乡、安良乡合并设立双乳镇，撤销水田乡、鹿鸣乡、三清乡合并设立铁佛寺镇（除三清乡的两个村委会外），撤销龙垭乡、黄龙乡合并设立龙垭镇，撤销堰坪乡、杜家垭乡、梓龙乡合并设立漩涡镇，撤销汉阳乡、天池乡、黎明乡合并设立汉阳镇，撤销酒店乡设立酒店镇，撤销双河口乡设立双河口镇，撤销上七乡设立上七镇，撤销八庙乡并入药王乡，撤销凤亭乡并入永宁乡。调整后，汉阴县辖12个镇、9个乡。
2000年第五次人口普查，汉阴县常住总人口240359人，其中：城关镇57700人，涧池镇20698人，蒲溪镇17721人，平梁镇24153人，双乳镇11176人，铁佛寺镇8855人，龙垭镇9643人，漩涡镇17352人，汉阳镇10351人，酒店镇5371人，双河口镇4585人，上七镇3756人，永宁乡12327人，药王乡8856人，石条街乡2427人，铜钱乡1479人，田禾乡4315人，凤江乡5788人，塔岭乡2801人，渭溪乡6240人，双坪乡4765人。
2000年，药王乡更名为观音河乡。2001年区划调整后，汉阴县辖12个镇、6个乡：城关镇、涧池镇、蒲溪镇、平梁镇、双乳镇、铁佛寺镇、龙垭镇、漩涡镇、汉阳镇、酒店镇、双河口镇、上七镇、永宁乡、观音河乡、石条街乡、铜钱乡、田禾乡、双坪乡。2004年末，全县总人口287764人。（182个行政村）
2010年第六次人口普查，汉阴县常住总人口246147人，其中：城关镇66926人，涧池镇21048人，蒲溪镇18898人，平梁镇23379人，双乳镇11950人，铁佛寺镇9097人，龙垭镇8956人，漩涡镇24609人，汉阳镇16072人，酒店镇4858人，双河口镇4039人，上七镇3667人，永宁乡13311人，观音河乡7292人，石条街乡2186人，铜钱乡1299人，田禾乡4232人，双坪乡4328人。
2011年，撤销永宁乡并入涧池镇，撤销田禾乡并入蒲溪镇，撤销铜钱乡、石条街乡并入铁佛寺镇，撤销观音河乡设立观音河镇，撤销双坪乡设立双坪镇。调整后，汉阴县辖14个镇：城关镇、涧池镇、蒲溪镇、平梁镇、双乳镇、铁佛寺镇、龙垭镇、漩涡镇、汉阳镇、酒店镇、双河口镇、上七镇、观音河镇、双坪镇。
2012年末，汉阴县面积1365.0平方千米，户籍人口308872人，常住人口24.65万人。2013年末，汉阴县辖14个镇，共有8个社区、179个行政村，县政府驻城关镇。
2015年，撤销酒店镇，并入平梁镇；撤销上七镇，并入漩涡镇；撤销双坪镇，并入汉阳镇；撤销龙垭镇，并入双河口镇。调整后，汉阴县辖10个镇。