西魏恭帝二年（555），分东遂宁郡置怀化郡，改晋兴县为始兴县，小溪县为方义县。县境属合州怀化郡的始兴县和合州东宁遂郡的方义县属地。
北周孝闵帝元年（557）于东遂宁郡置遂州，改东遂宁郡为石山郡，遂州、石山郡、方义县治所设遂宁市城区，县境为遂州石山郡的方义县和怀化郡的始兴县辖地。
隋开皇三年（583），撤郡留州，以州辖县、怀化郡、石山郡被省。开皇十八年（598），始兴县更名为青石县，县境为遂州青石、方义县地，炀帝大业三年（607），改州为郡、以郡统县，遂州改遂宁郡，辖县未变。唐高祖武德元年（618），行州统县制，遂宁郡更为遂州，太宗贞观元年，国分十道，以益州地置剑南道。
唐高宗永淳元年（682），割方义县北境置唐兴县，县治蓬川（今鸣凤镇翔凤），县境为唐兴、青石县地，武后长寿二年（693）唐兴县更名为武丰县，中宗神龙元年（705），武丰县复名唐兴县。景龙二年（708）析唐兴县北部地区置唐安县，县治设赤城镇茶店子。玄宗开元元年，废唐安县，迁唐兴县治于唐安县治所。唐天保元年（742），改唐兴县为蓬溪县。县名因治所临“蓬溪河”得名。遂州更名为遂宁郡。蓬溪县隶属剑南道遂宁郡。五代和北宋初年，四川先后为前蜀（907—924），后唐（925—933）和后蜀（934—965）所据，县境建置如唐末。
北宋乾德三年（965）灭蜀后，改剑南道为西川路，宋咸平四年（1001）原四川地区划为益州，梓州、利州、夔州四路，县属梓州路。神宗熙宁元年（1073），省青石县（今潼南）入蓬溪县。翌年（1074），青石县又复置。徽宗政和五年（1115），遂州更名为遂宁府。南宋端平三年（1236），蒙军入川，遂宁府迁蓬溪县蓬溪寨。元世祖至元十九年（1282），长江县并入蓬溪县。县境隶属四川行中书省潼川府遂宁州。
明洪武九年（1376），降遂宁州为遂宁县，蓬溪改属潼川州。次年，蓬溪县并入遂宁县。洪武十三年（1380），蓬溪县复置，并将青石县涪江左岸地区划归蓬溪县。清顺治十年（1653），遂宁县并入蓬溪县。顺治十七年（1660），遂宁县复置。
清雍正八年（1730），建置调整，蓬溪隶属四川布政使潼川府。
嘉庆七年（1802），全川设5道，蓬溪隶属川北道潼川府至
。
民国二年（1913），四川划为7道，蓬溪县仍属川北道。
民国3年，四川由7道改为5道，蓬溪属嘉陵道。
民国24年，四川划为18个行政督察区，蓬溪隶属于驻遂宁的第十二行政督察区。
1949年12月10日蓬溪解放，1950年1月5日，县人民政府成立，隶属于川北行署遂宁分区专员公署。
1952年9月，川东、川西、川北、川南四个行署合并为四川省，遂宁分区改为遂宁专区，蓬溪隶属遂宁专区。
1958年，遂宁专区撤销，蓬溪县划归绵阳专区。
1968年9月，绵阳专区更名为绵阳地区。
1985年5月，遂宁市成立，蓬溪县隶属遂宁市。
1997年12月28日，蓬溪县老三区十一个乡镇（含红江镇三个村）划出成立大英县。
