西汉元封二年(前109)置俞元县,属益州郡。
三国蜀汉属益州建宁郡。
西晋至南朝梁属宁州兴古郡。
北朝周属南宁州。
隋属南宁州总管府。
唐贞观八年(634)置绛县,属剑南道姚州属黎州;南诏时称量水州;唐宪宗上元元年(760),南诏向东兼并黎州等地后,河阳郡属下有江川县,属拓东节度。江川县之名始于此。
宋大理国时属步雄部,隶善阐府。
元宪宗六年(1256),改为步雄千户所(江川千户),属罗伽万户府;元至元十三年(1276)设江川州,领双龙县;至元二十年(1283),双龙县并入江川州,改江川州为江川县,属澂江路。
明为江川县,属澄江府。崇祯七年(1634),县治由古城(今龙街镇)迁至江川驿(今江城镇)。
清初沿明制,为江川县,属澂江府。雍正八年(1730)七月,澂江府属迤东道。
民国元年(1912)至民国二十四年(1935),江川县以下设十乡:荣富、古城、甸头、牛摩、西山、海西、上双龙、普妙、下双龙、九寨乡。
民国三十七年(1948),江川县属云南省第三行政督察区(驻弥勒县)。
1950年,江川县属玉溪专区。
1950年9月,将华宁县宁海、维新两镇共149平方公里划归江川县;同年10月,县治从江城迁大街。
1954年2月,原属江川县的禄充乡、立昌乡等11个自然村,85平方公里面积划入澂江县管理。
1956年1月,将华宁县雄关、麦冲、上坝、中坝4乡共161平方公里划归江川县。
1958年1月,江川县划出关岭、干海、新寨3个乡入晋宁县。
1960年9月13日,国务院全体会议第103次会议通过:撤销江川县,将原江川县的行政区域并归玉溪县(1958年10月1日撤并)。
1962年3月27日,国务院全体会议第115次会议决定:恢复江川县,以合并于玉溪县的原江川县行政区域为江川县的行政区域(1961年11月)。
1970年属玉溪地区。
1997年属玉溪市。
2015年12月3日,国务院(国函[2015]208号)批复同意撤销江川县,设立玉溪市江川区,以原江川县的行政区域为江川区的行政区域,江川区人民政府驻大街街道宁海路34号。