明代之前，留壩縣在雍州故道縣、梁泉縣、漢寧郡之間變更。
明初至清初屬漢中府轄。
清乾隆二十九年（1764）十二月，設置留壩廳。
清乾隆三十年（1765）正月，將鳳縣南星（留鳳關為界）以南，褒城縣武休關以北，劃歸留壩廳管轄。
清乾隆三十九（1774）十二月，升漢中府撫民通判為總捕水利同知，主理留壩廳行政事務，兼理鳳嶺（酒奠梁以東）、柴關驛事務，隸屬漢中府。
清嘉慶十六年（1811），治所移至留壩。
1913年，改留壩廳為留壩縣，隸屬陜西省漢中府。
1914年，廢漢中府，設漢中道，留壩縣屬之。
1928年撤漢中道，直屬陜西省。
1935年，漢中設為陜西省第六行政督察區(qū)專員公署，留壩縣屬之。
1949年10月1日中華人民共和國成立。
同年12月2日留壩縣成立人民政府，隸屬陜南行政公署。
1950年1月，將褒城縣的鐵佛殿鎮(zhèn)劃歸留壩縣。
1951年，設南鄭專區(qū)，留壩縣屬之。
1954年，南鄭專區(qū)改稱漢中專區(qū)，留壩縣屬之。
1958年12月29日，撤銷留壩縣置，劃歸鳳縣管轄，隸屬寶雞專區(qū)。
1961年1月15日，將留壩縣轄區(qū)劃歸漢中市管轄。
1961年9月2日，恢復留壩縣置，隸屬漢中專區(qū)。
1968年，改漢中專區(qū)為漢中地區(qū)，留壩縣屬之。
1996年，改漢中地區(qū)為漢中市，留壩縣屬漢中市所轄，至今。