商朝末期旬陽屬庸國。
周朝時旬陽歸屬在楚、秦間多次變更，公元前280年秦在此設(shè)旬關(guān)；公元前221年，秦統(tǒng)一中國，始置旬陽縣，屬漢中郡；西漢為旬陽縣；東漢時廢旬陽縣，并入西城縣（今安康）屬西城郡；后又歸屬魏興郡。
晉太康元年（280年），復(fù)置旬陽縣，并于淯溪口（今蜀河鎮(zhèn)）置晉興縣，淯溪（蜀河）以西屬旬陽縣，淯溪以東屬興晉縣，均隸于魏興郡。
南朝宋、齊為旬陽縣，西魏大統(tǒng)元年（535年）旬陽縣兼為旬陽郡治；隋開皇初廢洵陽郡，屬西城郡；唐武德元年（618年）洵陽兼為洵州治；分洵陽縣北部置洵城縣；均屬金州。
明洪武三年（1370年），復(fù)置洵陽縣，縣治設(shè)今旬陽縣城。
乾隆四十七年（1782年）興安州升為興安府，旬陽縣屬之。
1911年，旬陽縣隸屬陜西省漢中道。
1933年廢道，直隸于省。
1935年屬陜西省第五行政督察區(qū)，后改為陜西省安康行政督察專員公署。
1940年，將鎮(zhèn)安縣的公館河、西羊山地區(qū)和白河縣的廟坪、藍(lán)灘兩地并入旬陽縣。
1950年陜西省人民政府成立，洵陽縣改隸于安康分區(qū)專員公署；1959年洵陽縣改屬安康地區(qū)行政公署；1964年，經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，改“洵陽縣”為“旬陽縣”；1980年，旬陽縣革命委員會改（復(fù)）為旬陽縣人民政府。
2021年1月，經(jīng)國務(wù)院批復(fù)同意陜西省撤銷旬陽縣，設(shè)立縣級旬陽市。