春秋战国为越国都城。秦时，山阴隶会稽郡。汉高祖五年（公元前202年）封异姓王韩信王楚，属楚；六年封同姓王刘贾为荆王，属荆；十二年刘濞为吴王，属吴；景帝前三年（前154年）吴国除，复会稽郡，属郡。晋太康二年（281年），改郡为国，属会稽国；永宁二年（301年）国除，属会稽郡；太宁二年（324年）去郡复国，属会稽国；永初二年（421年）复为郡，属之。南朝陈永定年间（557－559年），析山阴县东部地置会稽县，后时有废复。
隋开皇九年（589年）改会稽郡为吴洲，大业无年（605年）改越州，越二年复称郡，会稽县属之。唐武德四年（621年）去郡复越州，天宝无年（742年）去州复郡，乾元元年（758年）仍改越州，山、会属焉（直至北宋末年）。元和十年（815年）后，设山阴、会稽，以城河为界，东会稽，西山阴，且同城而治（直到清末）。南宋绍兴元年（1131年）升越州为绍兴府，山、会属府。
元至元十三年（1276年）改府称路，山、会属绍兴路。至正二十六年（1366年）改路复府，自此由明及清，山、会属绍兴府。民国元年（1912年），废府并县，并山会两县设绍兴县，直属省。三年（1914年）6月，属会稽道。十六年（1927年）4月道废，直隶省。二十四年（1935年）6月设绍兴行政督察区，次年（1936年）4月改第三行政督察区，三十七年（1948年）4月改名第二行政督察区，绍兴县属区。
1949年5月绍兴全境解放；6月绍兴县人民政府成立，属第十专区。10月，析绍兴县城区为绍兴市，驻城；7日，析绍兴县东部为会稽县，驻皋埠；西部仍绍兴县，移驻柯桥，柯桥为县治始此。1950年5月9日，两县一市合并，仍绍兴县，治城区。9月15日又析城区复置绍兴市（县级），县、市同城而治。1952年1月撤绍兴专区，绍兴市、绍兴县直属省。1953年2月绍兴市、绍兴县改属宁波专区。
1958年2月21日，撤市并入绍兴县。1962年1月11日，再析城区置市（县属）。1963年1月3日又撤县属市建制，称绍兴县城关镇。1964年9月5日，复置绍兴专区（驻绍兴县），绍兴县隶之。1968年5月改名绍兴地区，1978年9月改名绍兴地区行政公署，绍兴县属之。1981年3月31日，撤绍兴县，建绍兴市，仍县级。
1983年7月27日，国务院（国函字145号）批复：撤销绍兴地区行政公署，绍兴市设立城区，恢复绍兴县建制，绍兴县人民政府驻绍兴市。9月20日，浙江省人民政府（浙政办56号）通知：绍兴市市区设立越城区人民政府，辖府山、塔山、莪山、北海4个街道和亭山、东湖、禹陵、灵芝、城东、梅山6个公社。绍兴县辖鉴湖、皋埠、马山、齐贤、钱清、柯桥、浬渚、平水、越南、海涂10个区，安昌、柯桥2个镇和61个公社（乡）。
2000年10月，绍兴县行政中心搬迁柯桥试运行。2001年1月13日，《国务院关于同意浙江省调整绍兴市部分行政区划及绍兴县人民政府驻地迁移的批复》（国函[2001]5号）：一、同意将绍兴县的斗门镇（不含新马山村、新合作村、新黄甫村、新孙端村、新豆姜村和新斗门村）、东浦镇、鉴湖镇、皋埠镇和马山镇划归绍兴市越城区管辖。二、绍兴县人民政府驻地由绍兴市越城区迁至柯桥镇。3月23日举行县政府驻地迁至柯桥揭牌仪式。
2002年，绍兴县马鞍镇新马山、新孙端、新皇甫、新豆姜、新斗门、新合作6个村划归越城区斗门镇管辖。2013年，将原绍兴县的孙端镇、陶堰镇、富盛镇划归绍兴市越城区管辖；撤销绍兴县，设立绍兴市柯桥区，以原绍兴县（不含孙端镇、陶堰镇、富盛镇）的行政区域为柯桥区的行政区域（国函[2013]112号，浙政发[2013]52号）。
1949年10月，绍兴县驻柯桥镇，辖城郊、柯桥、齐贤、进化、漓渚5个区；会稽县驻皋埠，辖皋埠、东湖、东关、汤浦、马山、越南6个区。1950年，绍兴县驻地由柯桥镇迁至绍兴市；3月，绍兴县增设钱清、东浦两区；5月9日，绍兴县、绍兴市（县级）、会稽县合并为绍兴县，市区称城区，县辖17区10镇199乡。9月15日，析出绍兴县之城区，复置绍兴市（县级）。27日，省人民政府依照中央政务院统一编制标准划分县别，定绍兴县为特等县。10月，绍兴县进化区所属15个乡划归萧山县；萧山县钱清镇划入绍兴县；嵊县三界区之双江溪、孙岙、上王、喻宅4乡划入绍兴县。
1952年1月，绍兴专员公署撤销，绍兴县直属省。原绍兴专署所属萧绍虞盐特区（盐场管理处）及4个乡划归绍兴县。1953年7月，齐贤区划分为齐贤、安昌两区，越南区划分为越南、稽东两区。1954年4月，析汤浦区德政、八郑两乡给嵊县。7月，经省人民政府批准，柯桥、安昌、东关3镇为县直属镇。10月，东关区15乡、镇，汤浦区及所属5乡，富盛区4乡划归上虞县。是年，盐特区发生坍江，撤赵湾、荣十两乡。
1956年3月，安昌区及所属11乡划归萧山县，萧山县进化区的莲东、莲西、夏履3乡划归绍兴县，合建成夏履乡。3～5月，撤区并乡，撤销14个区建制（保留4个山区、半山区区委班子），将原8镇、155乡合并为7镇50乡。同年，绍兴县龙峰乡的大严、陶家2个自然村划归嵊县，绍兴县王化乡的川下村划给上虞县。
1958年2月21日，中共浙江省委决定，绍兴县、市合并；4月，县、市委合并结束；7月，县委决定，市人委机构并入县人委。同时建立市区领导小组及其办公室。10月，全县农村实现人民公社化，共建15个公社，下设137个管理区（大队）。1959年1月1日，盐特区头蓬乡划归萧山县，南汇乡划归上虞县，撤销盐特区建制。
1960年8月，成立绍兴县绍兴市人民公社。1961年9月，根据“队为基础，三级所有”原则，调整农村公社规模，以原乡、镇建社，恢复区建制。全县设10个区公所，67个农村公社。1962年1月11日，析绍兴县城区筹置绍兴市（县属），市区设塔山、蕺山、北海、府山及城郊5个公社，同时撤销绍兴县绍兴市人民公社。
1963年1月3日，国务院决定撤销绍兴市建制，改建为绍兴县城关镇。4月23日，绍兴县委决定撤销中共绍兴市委，组建城关镇委和绍兴县城关镇人民委员会，同时撤销市区各街道公社，城关镇辖4个街道办事处。1964年，齐贤镇所属的山西、前进、山头、李家埠头、浦沿、下方桥、徐家灶、沙地王、劳家、魏家、会宗、八家桥、庙桥等13个生产大队和陶里公社所属的西徐巷、沃家溇、禹降等3个生产大队合并成立下方桥公社。
1966年，不少公社、街道更名，如敢闯镇、群英镇、跃进乡、五星乡及红旗、红卫、红星、大庆街道；同年，绍兴县东风公社下郭大队划归嵊县。1970年，钱清镇公社并入前梅公社，齐贤镇公社并入下方桥公社，安昌镇公社并入安昌公社，棠棣公社并入漓渚镇公社，富盛公社并入红山公社。
1972年4月，原东湖区与鉴湖区合并为城郊区；翌年8月复建。1975年11月，恢复安昌镇、富盛、棠棣3公社建制。1976年，增设马海、新围公社，暂属马山区。1978年1月，增设新二公社和海涂区，将新围、马海、新二3个公社划归海涂区领导。至此，全县共设11区、69公社、城关镇及4街道。
1981年3月31日，撤销绍兴县，建立绍兴市（县级）。绍兴县革命委员会改为绍兴市人民政府。6月，撤销各区革命领导小组，恢复区公所。8月，撤销城关镇建制，设城镇工作办公室。9月，柯桥、安昌改为建制镇（市属镇），恢复人民政府名称。10月，各公社革命委员会改称公社管理委员会；撤销城关镇建制，保留塔山、府山、蕺山、北海等4个街道办事处，作为绍兴市政府的派出机关。