周代初,本县是焦获的组成部分,
狁族定居之所。
秦汉至西晋,与泾阳同为一域,治所先名泾阳,后曰池阳。秦属北地郡、汉属左冯翊。
前秦苻健皇始二年(352)设三原护军;北魏太武帝太平真君七年(446),罢护军置三原县,属北地郡。三原之名始于前秦,护军幕府县治治所在今马额乡以北的耀县境内。
北魏孝明帝孝昌二年(526)诏析北地郡之三原县为建忠郡,属北雍州。《北史·毛遐传》载:“明帝以鸿宾兄弟所定处多,乃改北地郡为北雍州,鸿宾为刺史。诏曰此以昼锦荣卿也,改三原县为建忠郡,以旌其兄弟”。
北魏孝庄帝永安元年(528),于三原县(境内)置北雍州治所。因永安年筑城,故名永安。故城在今淳化小豆村。《陕西通志》:“毛鸿宾义栅即永安故城,有唐贞元间碑载此地遗事;今地属淳化,嘉靖间淳化人磨作儒学碑矣”。《贺志》:“毛鸿宾义栅在县西北六十里小杜村”。据此可知小杜村在淳化境内,今名小豆村;与本县城北11公里之杨杜村实非一地。
同年(永安元年),徙县治于清水谷。
北魏孝武帝永熙元年(532),徙北雍州(治所)于宜州(今耀县),仍于城中置永安镇,在今富平县境界内淡村附近。按此记述,永安城有故城新城之别;故城在今淳化。新城在今富平界内。
北周武帝建德二年(573),(建忠)郡废,以三原县隶冯翊郡。《朱志》注曰:“今县东北三十里即三原县故城”。最近发现的《叱罗墓志铭》中载有“建德二年春,宜州建忠郡华池县雍南乡(今陵前乡)”的记述,证明“华池”作为县名必始于北魏或北周。
隋文帝开皇三年(583)以县隶雍州,后属京兆。县治在永安镇(今富平境内淡村一带)。
唐高祖武德四年(621),徙治清水谷南故任城,改池阳县。
唐高祖武德六年(623),又徙(隋)故所,改华池县,仍分治三原县(《新唐书》作“析置三原县”),隶北泉州。“分治三原县”,即华池与三原并列,南北分治。华池县治在北,三原县治在南。
唐太宗贞观元年(627),省(撤销)泉州,改华池县为三原县,隶雍州。《新唐书》载:“贞观元年,……华池改为三原县,永康陵在北十八里,献陵在东十八里,庄陵在西北五里,端陵在东十里。”按此方位,唐初池阳及贞观后之三原县治当在今西阳镇东北不远处。附近有城南管、城南李村可做参考确定县治处所;又据康马堡一带老辈居民回忆,民国时期当地有“古池阳”残碑一方,农人曾用作打土坯基石之用,所打土坯之上“池阳”二字,赫然在目。
五代梁朝,三原县属西安府,县治仍在西阳镇东北之故任城。
五代的唐、晋、汉、周时、三原县改属耀州,县治在故任城。
宋、金、及元初,三原县仍属耀州府。县治在故任城。
元朝至元二十四年(1287),县治迁徙至龙桥镇,即今之三原县城。历七百余年至今。
明代,三原县先属耀州;后因西安省府公文、差旅,反溯倒行,实为不便,弘治三年(1490)改属西安府。清承明制,县名、隶属均无变化。
民国时期,先实行省、道、县三级建置,后废道,在省、县间设行政督察区。三原县属咸阳行政督察专员公署(为省第十区)。
1949年5月14日三原解放,县人民政府迁入城内。县城设陕甘宁边区三原分区专员公署,辖三原、泾阳、高陵、富平、耀县、铜川、淳化7县。1950年5月撤销三原分区,县隶属咸阳地区。
1953年县改隶渭南地区;1956年10月改由省辖。
1958年12月,泾阳、三原、高陵、淳化四县合并,统称三原县。合并的县人民委员会设在三原城关镇,辖14个公社;另设三原城市管区,辖城关镇。1961年8月国务院批准陕西省调整专县行政区划,撤销泾、三、高、淳大县建制,恢复三原县制,隶属咸阳地区。
1984年,咸阳地区改市后,本县为咸阳市辖县。