自唐代至1937年間，境內(nèi)無郡縣治，其境域分別劃入周邊各縣。
1937年抗日戰(zhàn)爭爆發(fā)，境域大部分隸屬中國共產(chǎn)黨蘇、魯、豫、皖特委領(lǐng)導(dǎo)，北部屬鄒西縣，中部屬滕西縣，南部屬沛滕邊縣。
政區(qū)設(shè)置與日偽、國民黨政區(qū)同時并存，轄區(qū)多重疊或犬牙交錯。
1939年之后，微山湖區(qū)成為鐵道游擊隊等抗日武裝的根據(jù)地。
1943年7月，滕西縣改稱湖東縣（駐今微山縣魯橋鎮(zhèn)，1944年8月改稱鳧山縣）；新建臨城縣（駐今微山縣夏鎮(zhèn)，1952年改稱薛城縣）。
1953年，微山縣建縣前，境域分屬山東省的濟寧縣、魚臺縣、嘉祥縣、鳧山縣、滕縣、薛城縣、嶧縣和江蘇省的沛縣所轄。
1953年8月，為了統(tǒng)一管理微山湖，中央人民政府政務(wù)院批復(fù)：“以微山等4湖湖區(qū)為基礎(chǔ)，將湖內(nèi)純漁村及沿湖半漁村劃設(shè)為微山縣”。
將山東省魚臺縣的81個村，嘉祥縣的44個村，鳧山縣的47個村，薛城縣的93個村，嶧縣的22個村；江蘇省沛縣的16個村和4個水上漁民鄉(xiāng)劃歸微山縣。
微山縣共設(shè)9個區(qū)、1個鎮(zhèn)（魯橋鎮(zhèn)），屬濟寧專署（后改為濟寧地區(qū)，1983年9月改稱濟寧市）。
1956年3月，撤銷鳧山縣、薛城縣，將鳧山縣的10個村，薛城縣的174個村劃歸微山縣。
1956年7月，微山縣境內(nèi)韓莊區(qū)的馬山、厲灣、石樓等25個村劃歸江蘇省銅山縣。
1956年9月，微山縣將歡城區(qū)的77個村劃歸滕縣。
同時，嶧縣的前性義、后性義、大公、前寨等6個村劃歸微山縣。
1957年3月，滕縣的巒谷堆、前留莊、后留莊等3個村，劃歸微山縣。
1958年12月，濟寧縣的馬坡公社58個村劃歸微山縣。
滕縣的燈塔公社（原歡城區(qū)的77個村）重新劃歸微山縣（并入宏光公社，后改稱歡城公社）。
1960年7月，棗莊市嶧縣的多義、朱廟、大房頭等34個村劃歸微山縣。
1984年8月，江蘇省沛縣的西平、趙廟等14個村劃歸微山縣。
2021年年底，微山縣轄3個街道、11個鎮(zhèn)、1個鄉(xiāng)。
（夏鎮(zhèn)街道、昭陽街道、傅村街道、韓莊鎮(zhèn)、歡城鎮(zhèn)、南陽鎮(zhèn)、留莊鎮(zhèn)、馬坡鎮(zhèn)、張樓鎮(zhèn)、西平鎮(zhèn)、趙廟鎮(zhèn)、微山島鎮(zhèn)、魯橋鎮(zhèn)、韓莊鎮(zhèn)、高樓鄉(xiāng)）名稱沿用至今。