先秦属古滇国地。两汉分属益州、牂牁两郡。三国蜀汉分属益州所辖益州、牂牁、兴古三郡。西晋至南朝梁分属宁州所辖晋宁、建宁、梁水、兴古四郡。北朝周属南宁州。隋属南宁州总管府。唐初分属剑南道姚州辖黎、沟两州。唐南诏国属拓东节度、通海都督、银生节度。宋大理国时，分为37部及鄯阐府、秀山郡、威楚府地。
元设云南行省时，分属澂江路、临安路、元江路、中庆路。澂江路：宪宗六年（1256）改原大理国罗伽部为万户府，领罗伽、步雄、强宗、部傍、普舍5个千户所。至元三年（1266），改万户府为中路。至元十三年（1276）步雄千户所（江川千户）改设江川州，领双龙县；强宗千户改置阳宗县；温富千户改置新兴州，置休纳县为倚郭（后并入新兴州），步雄百户改置研和县，普舍千户改置普舍县（治普札龙城），普舍、研和县均属新兴州。至元十六年（1279），中路升为澂江路（澄江一名始此）；罗伽千户改置河阳州。至元二十年（1283），双龙县并入江川州，改江川州为江川县，属澂江路。至元二十六年（1289），河阳州降为河阳县。澂江路辖新兴（今红塔区）、路南（今石林县）二州及河阳（今澄江县）、江川、阳宗三县。临安路：宪宗六年（1256）置阿僰万户，至元八年（1271）改置南路，至元十三年（1276）更名临安路。元宪宗四年（1254），设宁州万户，领嶍峨（峨山）、马笼（新平）千户，万户府设于西沙笼。宪宗六年（1256）通海置千户所，属善阐万户府。至元十三年（1276），改宁州万户为宁海府，隶临安路（路治在今建水），府治移至今江川县旧州；改通海千户所为通海县，属临安路宁海府；改嶍峨千户置嶍峨州，领邛川、平甸二县，隶临安路；将原大理国阿僰部休腊地置河西州，隶临安路。同年，改宁海府为宁州，同时设西沙县（县治在西沙笼）。至元二十六年（1289）西沙县改属宁州，降嶍峨州为县改属宁州，原嶍峨州辖邛川、平甸县并入嶍峨县为乡，降河西州为河西县。至元二十七年（1280）通海县直属临安路，后复属宁州，为临安路驻地。至治二年（1322），将西沙县并入宁州。至正二十八年（1368），州治移至西沙笼。宁州辖通海、嶍峨二县，隶临安路。元江路：元至元元年（1264）名罗槃部，属元江路治地，至元二年（1265）改为元江府，元至元十三年（1276），立元江万户府；并马龙、他郞等甸，在他郎（今新化）设马龙他郎甸司，隶元江路军民总管府。至元二十五年（1288）元江府改设元江路。易门县：元至元四年（1267）置洟门千户所，属巨桥（今昆阳）万户府。至元十二年（1275）改置易门县，隶属中庆路所领昆阳州。
明时，澄江路改澄江府，新化州（今红塔区）、宁州（华宁）、通海、河西、嶍峨县（峨山）属临安府，新设新平县隶临安府，易门县属云南府，元江设元江军民府。澂江府：洪武十三年（1382），普舍县、研和县并入新兴州。洪武十五年（1382）澂江路改澂江府。下辖河阳、江川、阳宗、邑市四县及新兴、路南二州。弘治三年（1490）邑市县并入路南州。崇祯七年（1634），江川县治由古城（今龙街镇）迁至江川驿（今江城镇）。临安府：明洪武十五年（1382）临安路改设临安府，府驻地移驻建水县。同年复设西沙县属宁州，寻省西沙县并入宁州。通海、河西、嶍峨县直属临安府。洪武十七年（1384），置马龙他郎甸长官司，司治在马龙河，长官司吏目所治在新化旧城，直隶云南布政司；弘治十四年（1501），马龙他郎甸长官司改设直隶新化州（注：弘治八年始建新化州，辖地仅只是新化老厂一带，经过七年时间改土归流的过渡后，弘冶十四年，除他郎地外，马龙他郎甸长官司才基本划归新化州辖属）。万历十九年（1591），以嶍峨县平甸乡为基础，划入元江、石屏、河西、新化等州县部分村寨，建立新平县，今平甸乡旧城为县城；新化直隶州降为散州，与新平县并属临安府。元江军民府：明洪武十五年（1382）改设元江府，永乐四年（1406）升为元江军民府。下辖奉化州、恭顺州（今墨江）、步日部、普日思么甸长官司（今普洱）等地。易门县：属云南府昆阳州。明初徙治县北，万历年间复徙故治（易门所）。
清初沿明制，今玉溪市分属澂江府、临安府、元江直隶州（府）、云南府。澂江府：清初沿明制，为澂江府。辖河阳（附郭）、江川、阳宗三县及新兴、路南二州。雍正八年（1730）七月，澂江府属迤东道。康熙八年（1669）裁阳宗县入河阳县。至清末，澂江府辖河阳（附郭）、江川二县及新兴、路南二州。临安府：清初沿明制，为临安府。辖宁州、新化等州、通海、河西、嶍峨、新平等县。康熙五年（1666）4月，裁临安府属新化州并入新平县。雍正八年（1730）7月，临安府属迤东道。雍正十年（1732）3月，新平县改属迤东道元江府。乾隆三十一年（1766）10月，临安府属迤南道。光绪十三年（1887）10月，临安府属临安开广道。元江直隶州：清初袭明制，称元江军民府，辖恭顺、奉化2州。顺治十八年（1661）元江军民府改为元江府。裁恭顺、奉化二州，并析省属之车里宣慰司划入元江府。雍正七年（1729）7月，析车里宣慰司划归普洱府。雍正八年（1730）7月，元江府属迤东道。雍正十年（1732）3月于他郎寨（旧恭顺州地）置他郎厅，析临安府属之新平县划入元江府。雍正十三年（1735）10月，析元江府属善政里、猪山者、鬼布林腊猛三乡及上下猛面、猛松、左戛、磨铺萨等寨往属于普洱府。乾隆三十一年（1766）10月，元江府改属迤南道。乾隆三十五年（1770）2月，改为元江直隶州，并析他郎厅划归普洱府，元江州仍属迤南道。至清末，元江直隶州下辖新平县。易门县：清雍正三年（1725）直属云南府。雍正八年（1730）7月，云南府属迤东道。乾隆三十一年（1766）10月，云南府属云武粮储道。