西周（约前11世纪～前771），属畿内。
东周（前770～前256），前770～前750年，为犬戎占据；前750～前646年属东周地；前646～前256年属秦国，其中前424～前415年为秦国国都。
战国（前475～前221），晚期秦置泾阳县。今县域西北部为云阳县辖地，东南部为弋阳县辖地。
秦（前221～前206），前221年，秦并六国，行郡县制，京都咸阳所在地关中不称郡，沿用周朝掌管京师的官名，今县域泾阳、云阳、弋阳县属内史辖。前207年，项羽三分关中为雍（都废丘，在今兴平）、塞（都栎阳，在今西安市阎良区）、翟（都高奴，在今延安），史称“三秦”。泾阳县地属塞。
西汉（前206～8），高祖二年（前205）灭塞，设立河上郡，九年（前198），复设内史，今县域泾阳、云阳、弋阳县分属河上郡、内史辖。惠帝四年（前191）改泾阳为池阳县，景帝二年（前155）内史分为左、右内史，四年（前153）改弋阳为阳陵县，池阳、云阳、阳陵县属左内史辖。元封五年（前106），加强中央集权，划分全国为14个行政监察区域，在京畿范围的称为司隶校尉部。太初元年（前104），左、右内史分为京兆尹、左冯翊、右扶风，史称“三辅”，池阳、云阳、阳陵县属司隶校尉部左冯翊辖。新莽（9～23）撤销司隶校尉部，天凤元年（14）分三辅为六尉郡，二年（15）改阳陵为渭阳县，池阳、渭阳、云阳县属烈尉郡。
东汉（25—220），沿袭西汉地方行政制度，渭阳复名阳陵县。今县域属司隶校尉部左冯翊池阳、云阳县和京兆尹阳陵县。
三国（220～265），曹魏划分全国为12个州，池阳县（今县域东南部阳陵县辖地及西北部云阳县辖地并入池阳县）属曹魏雍州冯翊郡。
晋及十六国（266～420），266年，今县域属西晋雍州扶风国池阳县；316年起，属前赵雍州扶风郡池阳县；后赵因之；352年，析池阳复置泾阳县（辖区为今县域东南部和咸阳市渭城区东部），属前秦司隶校尉部咸阳郡池阳、泾阳县，后秦因之；419年起，属西夏南台。
南北朝（420～589），北魏太平真君七年（446），并泾阳入石安县，属雍州咸阳郡（治所在今县城）池阳、石安县；太和十一年（487），分池阳县北部置云阳县，今县域北部属雍州北地郡云阳县辖，东南部属石安县辖，余境属池阳县辖；景明二年（501）分石安县复设泾阳县，辖区为今县域东部，西部属池阳县辖，北部属云阳县辖。西魏因之。北周建德三年（574），并池阳县入泾阳县，今县域北部属宜州云阳郡（治所在今口镇长街村）云阳县辖，南部属雍州咸阳郡泾阳县辖。
隋（581～618），开皇三年（583），实行州、县二级地方行政制度，撤销咸阳郡及石安县，辖地并入泾阳，直属雍州。同年，撤销云阳郡，今县域北部属宜州云阳县辖。九年（589）泾阳县改名咸阳县，十一年（591）咸阳县迁治咸阳故城西10.5公里，今县域南部复设泾阳县。大业三年（607）改州为郡，将咸阳县废入泾阳，属京兆郡泾阳、云阳县。
唐（618～907），初依隋开皇旧制，罢郡为州，改京兆郡为雍州。武德元年（618），属雍州泾阳、云阳县。贞观元年（627），整治地方行政区划，划全国为十道，实行道、州、县三级行政制度，今县域南部属关内道雍州泾阳县辖；北部因云阳县易名而改为池阳县辖，八年（634）复为云阳县辖。天授二年（691）设鼎州（治所在今口镇长街村），云阳及今县城南部属鼎州辖。久视元年（700）鼎州废，复属雍州辖。开元元年（713），京都和皇帝幸临的州改设府（相当于州），雍州因之改为京兆府，属关内道京兆府泾阳、云阳县。二十一年（733），增设京畿道，属京畿道京兆府泾阳、云阳县。
五代（907～960），道一级建置逐步废除。后梁，今县域属大安府泾阳、云阳县；后唐、后晋、后汉、后周，属京兆府泾阳县、耀州云阳县。
北宋、金（960～1234），初袭唐制，分全国为13道，属关西道京兆府泾阳县、耀州云阳县。至道三年（997）改道为路，路下设府、州、军，府、州、军之下设县，府、军非常制，故行政建置仍为路、州、县三级，今县域属陕西路京兆府泾阳县、耀州云阳县。熙宁五年（1072），置永兴军路，属永兴军路京兆府泾阳县、耀州云阳县。金皇统二年（1142）改永兴军路为京兆府路，属京兆府路京兆府泾阳、云阳县。
元（1206～1368），对行政区划进行较大调整和改革，除首都周围的县由中书省统辖之外，将全国划分为11个行中书省，形成省、路、州（府）、县四级制。至元元年（1264），并云阳入泾阳县，二年（1265）并泾阳入高陵县，三年（1266）分出复置泾阳县。皇庆元年（1312）直属陕西等处行中书省奉元路。
明、清（1368～1911），初分全国为12个行中书省，洪武九年（1376），行中书省改为承宣布政使司，直属陕西等处承宣布政使司西安府。清实行省、府、县三级制，属陕西省西安府。
中华民国（1912～1949），民国3年（1914），省县之间设道，属陕西省关中道；17年（1928）取消道制，地方行政区划为省县两级制，直属陕西省；20年（1931），为强化反动统治，镇压革命力量，国民党设置行政督察区；28年（1939），属陕西省第十行政督察区。
1949年5月17日，泾阳县解放，属陕西省三原分区；1950年5月起属陕西省咸阳专区；1953年1月起属陕西省渭南专区；1956年10月起直属陕西省；1958年12月与淳化、三原、高陵一起并入三原大县；1961年9月恢复泾阳县建制，属陕西省咸阳专区；1969年10月属咸阳地区；1983年10月属咸阳市至今。
