丹江口市夏、商、西周时为豫州所辖，与雍州相邻。春秋属麇。鲁文公十一年（前616），楚子伐麇，归楚。战国属韩及楚，因境内的均水称均陵。秦置武当县，属南阳郡。两汉沿秦制。建安十三年（208），曹操得荆州，分南阳郡建南乡郡，武当县属南乡郡。晋武帝太康十年十一月（289），改南乡郡为顺阳郡，武当县属顺阳郡。永嘉五年（311）永嘉之乱，以江左平阳郡（今山西临汾一带）流民寓北，增平阳县，与武当县同属始平郡。南北朝因革不一，沿革变动频繁。宋武帝元年（420），改始平郡为齐兴郡。梁太清元年（547），置均阳县，革齐兴郡为兴州，辖武当、平阳、均阳三县。西魏废帝元年（552），改兴州郡为丰州郡，废平阳入武当。隋开皇三年（583），罢丰州郡，隋开皇五年（585）改丰州为均州。大业元年（605），废州置淅阳郡。义宁二年（618），割淅阳郡置武当郡，原设武当、均阳、新增平陵三县皆属。唐武德元年（618），改武当郡为均州。唐武德七年　　（624）省平陵。唐武德八年（625）略均阳入武当。同年，割丰州所辖之郧乡、堵阳、安福三县来属。贞观元年（627），废均州，省堵阳、安福二县。武当、郧乡二县归淅州。贞观八年（634），废淅州复均州，辖武当、郧乡、丰利三县。天宝元年（742），改均州为武当郡。乾元元年（758），省武当郡为均州。贞元五年（789），均房二州隶山南东道。天祐二年（905），徙武定军来治，公元906年废。宋建隆元年（960）设均州武当郡，隶京西南路，领县武当、郧乡。宣和元年（1119）升为武当军节度。元至元十三年（1276），元世祖南伐，设司置县废军，省武当军为均州。元至元十五年（1279），属鄂北道宣尉司，后属襄阳路，领武当、郧县二县。明洪武二年（1369），废武当县入均州，辖郧县、上津。成化十二年（1476），州隶襄阳府，割郧县、上津，此后均州无领县。清承明制。

1911年辛亥革命成功，民国军政府裁府、州、厅，一律改县。同年12月（阴历十月），均州知州陈文琪接到襄阳军政分府檄文“即传谕绅民，竖旗反正”，陈缴印留任。均州改为均县，直隶湖北省。1914年5月实行省、道、县三级制，均县直属鄂北道。7月省鄂北道置襄阳荆南道，均县隶之。1927年南京国民政府将地方政权分为省县二级，均县直属湖北省。1931年5-8月，中国工农红军第三军军长贺龙率红军在本县的浪河、盐池河、官山等地建立了县苏维埃政府和区苏维埃政府。1932年湖北省69个县划为11个行政督察区，均县属第十一行政督察区。1936年湖北省改划为8个行政督察区，均县归第八行政督察区。1941年，湖北省所属行政督察区改称行政督察专员兼保安司令公署，均县属第八行政督察专员兼保安司令公署。

1948年3月21日均县城解放。6月2日成立均县民主县政府，隶属陕南行政公署第四专署。1949年10月1日均县民主县政府改称均县人民政府，隶陕南行署两郧专区。1950年两郧专区划回湖北省改称郧阳专区，均县隶属郧阳专区。1952年12月撤销郧阳专区，均县隶属襄阳专区。1960年7月湖北省委决定将均县、光化县合并为丹江县，并成立丹江市，隶属襄阳地委、专署领导。10月国务院通知，将丹江县易名为光化县。1962年6月经国务院批准，恢复均县建置，属襄阳专区。1965年８月恢复郧阳地区行政公署，均县隶之。

1978年中共十一届三中全会召开，中国进入改革开放新时期。均县隶属郧阳地区行政公署。1983年8月19日撤销均县，设立丹江口市，属省辖（县级）市，由郧阳地区代管。1994年10月郧阳地区与十堰市合并改称十堰市，丹江口市由十堰市代管。