战国时期,公元前286年齐灭宋,沛暂属齐,两年后的公元前284年五国伐齐,楚国取得齐淮北故地,沛属楚。
秦灭六国后,设沛县,属泗水郡。
西汉建立后,沛县属楚国,汉高帝十一年立刘濞为沛侯,属中央直辖。高帝十二年,改立刘濞为吴王,沛归楚国管辖。吕后元年封吕种为沛侯,由中央直辖,吕后七年改刘种为不其侯,吕后八年吕后亡,平诸吕乱后,沛又归属楚国。
景帝三年即公元前154年,景帝从楚国辖县析置一个新郡---沛郡,郡名取自汉高祖故里沛县,又升丰邑为县。
三国时期,曹魏的缔造者曹操是沛国西部的谯县人氏,他将原沛国包括郡治相县在内的绝大部分被划归新建的谯郡,沛国范围大大缩小,郡治也迁移到了北部的沛县(今江苏沛县)。
北齐天宝元年(550)撤销沛郡,沛县隶属彭城郡。
隋、唐时隶属徐州。
宋金议合后,沛县入金。金天兴二年(1233),沛地升格称源州。
元代沛县先后属济宁府、济宁州。
明、清雍正十一年前隶属徐州直隶州,雍正十一年后属于徐州府。
民国初年隶属徐海道。
1938年徐州沦陷后属于短暂属于徐州维持会
1939年伪苏北行政专员公署成立后属于苏北行政专员公署,后隶属于改过名字的苏淮行政专员公署。
1944年伪淮海省成立属于伪淮海省。
1945年日本投降后仍属于江苏省政府。
1948年11月沛县解放,正式组建沛县民主政府,隶属于冀豫行署湖西专员公署。
1953年1月,隶属于徐州地区专员公署(属山东省),不久复归江苏省管辖。
1983年1月,实行市管县新体制,沛县隶属徐州市。已有2200余年的历史 。