出土的王油坊遗址与黑堌堆遗址说明早在4000多年前的原始社会就有人在永城居住,并且有了较为发达的农业、渔猎和手工业。
大禹定九州,永城分属豫州与徐州,商朝这里出现了棘国、攸国两个小国家,西周,永城市境大部属宋国,西南部属焦国。东周,大部属宋国,西南部先后属焦、陈、楚国。
秦属砀郡,境内设置砀县(今芒山镇)、芒县(今陈集镇刘寨村南)、酂县(今酂城集)。前206年,属项羽西楚国。
汉代,境内有芒县、酂县、敬丘侯国(今太丘集)、建成侯国(今侯岭乡二郎庙湖),属沛国谯郡,而北部砀县一部(今芒山镇)归梁国所有。
魏晋南北朝时期,永城境域所辖临睢、太丘、建平、酂城、砀五县之地,变动频繁。
汉末至魏,永城县境属谯郡;西晋初年,临睢、太丘、建平三县归并入酂,属谯国所有,砀县并入下邑,仍在梁国(亦称梁郡)境内。
十六国时期,县境先后分属后赵、前燕及前秦,淝水之战后,重归东晋所辖;南朝宋永初三年(422年),酂县属梁郡所辖;元徽元年(473年),“置徐州,立新昌郡,以酂县属之”;北魏建立后,酂县划归谯州临徐郡,后废;太和二十一年(497年),永城县境属徐州粱郡;东魏武定四年(546年),县境西南部为南兖州马头郡下邑县辖区,东北部为徐州砀郡砀县辖区;北齐时,境内置安阳县(今芒山镇保安山南),砀县并入,属彭城郡。这一时期,永城县境所辖诸县并入酂县,县域以酂县为主。
隋大业六年(610年),割彭城、睢阳二郡之地置永城县,治所在马甫城(今西城区)东北3里。
唐初,酂县属沛郡,唐武德五年(622年),永城县治所迁于马甫城(此地势较高,为一山丘,又名无影山);贞观十七年(643年),酂、永城二县直接归亳州管辖,砀山县属宋州辖区。
后梁,升砀山县为辉州;后唐,废辉州复置砀山县,属单州,永城、酂两县属亳州。
宋元时期,永城县境所辖仅包含永城、酂二县,金时,永城、酂县同属南京路亳州管辖;兴定五年(1221年)十二月,因永城为淮北要地,在芒山地区设置保安军镇,改永城县为永州,脱离亳州管辖,下辖永城、下邑、砀山、酂四县;至元二年(1265年),“酂县入永州,降永州为永城县”,芒砀山地区属永城县;至元二十五年,“归德府”更名“汴梁路”,永城随属。
明清时期,永城县域变动不大,行政区划主要在开封府和归德府之间变动。洪武元年五月,永城隶属河南行省归德州(府)。清朝置永城县,属河南省归德府;宣统三年(1911年),改属河南省开归陈许郑道归德府。
民国二年(1913年),永城县属河南省豫东道,1914年6月,豫东道改名开封道,永城县随属。自1933年2月起,永城县划归河南省第二行政督察区管辖。
1938年至1945年的抗日战争期间,永城境内国民党辖区仍属河南省第二行政督察区,抗日民主政府辖区先后隶属豫皖苏边区革命根据地、淮北第二行政区和苏皖边区第八行政区;1945年2月,更名雪枫县。
1947年3月至11月,县东部为萧宿永县辖区;1947年11月,县北部成立砀南县。
1949年3月,雪枫县复名永城县,撤销雪涡、雪商亳、砀南等县,恢复原建制,隶属皖北行政区宿县专区。
1949年至1952年,永城县划归河南省商丘专区,县域大规模变更结束。
1959年1月至1960年底隶属河南省开封专区;1961年至1996年,隶属商丘专区。
1996年,永城撤县设市由省直辖,暂由商丘市代管,治所向东迁移8公里沱河北岸大谢庄建东城区。2011年6月,永城市成为河南省直管市试点,市委书记、市长行政级别定为副厅级。2014年1月1日,永城市正式成为河南省直管市,由河南省政府全面管辖。