西晋置受阳县，属乐平郡，永嘉年间废入中都县。北魏孝昌年间侨置朔州于今县境；侨置太平县于今城关东10千米太平村，兼为太平郡治；侨置狄那县于今城关西5千米草沟村，属大安郡；侨置大安郡于今城关西23千米太安驿村；侨置石门县于今城关北10千米石门村，属广宁郡；侨置广宁郡于今城关西；侨置尖山县于今城关北10千米尖山村，属神武郡；侨置神武郡于今城关北20千米；侨置附化郡于今城关西北15千米古城村；北齐侨置燕州于今城关西13千米南燕竹镇；后均徙归原治。
隋开皇十年（590）复置受阳县，属并州。大业三年（607）改属太原郡。唐武德三年（620）属受州。六年受州治自今阳泉市盂县境徙此，八年徙今阳泉市赛鱼村。是年废受州，县改属并州。贞观十一年（637）改受阳县为寿阳县。开元年间属太原府。金兴定初年改属平定州。四年（1220）置晋州，故治在今城关西北25千米寨北村。
元废晋州，县改属冀宁路。明属太原府。清雍正二年（1724）属平定州。民国初年属冀宁道，道废后直属省。抗日战争时期分置寿东、寿西2县，属晋察冀边区北岳行署。1945年复为寿阳县。1949年属榆次专区。1958年撤县并入榆次市。1960年恢复寿阳县，属晋中专区。1970年属晋中地区。1999年属晋中市。
1977年，寿阳县的广阳、水峪沟、瓦瑶足3个生产大队划归昔阳县。1978年，寿阳县的松曲、瑶会、台泉、苗家掌4个生产大队划归昔阳县。
1996年，寿阳县面积2110平方千米，人口约19万人。辖7个镇、15个乡：城关镇、宗艾镇、南燕竹镇、平头镇、西洛镇、松塔镇、尹灵芝镇、城关乡、平舒乡、南庄乡、太安驿乡、上湖乡、篡木乡、羊头崖乡、白云乡、长岭乡、景尚乡、马首乡、落摩寺乡、七里河乡、温家庄乡、解愁乡。县政府驻城关镇。
2000年第五次人口普查，寿阳县常住总人口210184人，其中，城关镇28673人，南燕竹镇11666人，宗艾镇12820人，平头镇12997人，松塔镇8863人，西洛镇8162人，尹灵芝镇8494人，城关乡27322人，七里河乡6242人，马首乡6581人，平舒乡14937人，解愁乡11841人，温家庄乡7071人，南庄乡7615人，太安驿乡4615人，景尚乡5720人，长岭乡3351人，上湖乡5629人，羊头崖乡6147人，白云乡3573人，篡术乡3493人，落摩寺乡4372人。
2001年初，撤销城关乡、七里河乡，并入城镇，更名为朝阳镇；撤销太安驿乡，并入南燕竹镇；撤销南庄乡，并入平头镇；撤销长岭乡，并入松塔镇；撤销纂木乡，并入西洛镇；撤销落摩寺乡，并入尹灵芝镇；撤销白云乡，并入羊头崖乡；调整后，寿阳县辖7个镇、7个乡。
2010年第六次人口普查，寿阳县常住总人口211014人，其中，朝阳镇89216人，南燕竹镇13691人，宗艾镇11723人，平头镇21273人，松塔镇7802人，西洛镇7513人，尹灵芝镇8915人，平舒乡14405人，解愁乡9557人，温家庄乡8603人，景尚乡4593人，上湖乡3219人，羊头崖乡5686人，马首乡4818人。
2014年末，全县常住人口213386人。2015年末，寿阳县辖7个镇、7个乡（合计14个），8个居委会、206个村委会（合计214个）。