西汉高祖五年(公元前202年)派遣将军林挚平定巴蜀,汉承秦制,仍实行郡县制。
东汉建武元年(公元25年),公孙述据蜀,建“大成”国,又改子同郡为就都郡。
三国蜀汉炎兴元年(公元263年),曹魏遣大将军钟会、邓艾伐蜀,后主刘禅献城投降。魏灭蜀后,将蜀国划分为梁、益二州,梓潼郡仍置,隶属魏国梁州(州治今陕西汉中),仍分领蜀汉时所属七县。
汉兴元年(公元338年)李寿接皇帝位后,改国号为“汉”,梓潼县仍置,仍隶属大汉梓潼郡(郡治涪城县)。置于梓潼水尾的万安县(县治今梓潼县仙峰乡),亦徙移至潺亭(今罗江县)。
东晋永和三年(公元347年),晋穆帝司马聘遣征西大将军桓温代蜀,成汉战败,成汉王李势献城归顺,成汉所辖梁、益二州又入东晋版图。永和四年(公元348元),梓潼县奉谕割西北地区(今许州、仙峰、双板及江油市重华、文胜、厚坝、马阁、二郎庙、青林口、雁门坝诸地)置北阴平郡和阴平县(郡、县治同治今江油市河口坝镇之阴平坝)。梓潼县仍置,隶属梁州梓潼郡(郡治涪城县)。
南北朝时期,东晋元熙二年(公元420年),太尉、晋王刘裕迫晋恭帝司马德文退位。刘裕接皇帝位后,改“晋”为“宋”,史称刘宋。梓潼县仍置,隶属梁州梓潼郡(郡治涪,即今绵阳市)。
刘宋昇明三年(公元479年),骠骑大将军、太傅、相国肖道成,逼宋主刘准退位。肖道成登上皇位后,即改“宋”为“齐”,定都建康(今南京),史称“南齐”。梁、益二州尽为南齐版图。梓潼县仍置,隶属益州梓潼郡(郡治涪)。
隋大业三年(公元607年),安寿县还名梓潼县,仍隶属西南行台普安郡。
唐高祖李渊建国初期,沿袭隋朝旧制。
南宋绍兴十四年(公元1144年),分利州路为利州东路和利州西路,梓潼、阴平二县隶属于利州东路普安军。孝宗隆兴二年(公元1164年),普安军升为隆庆府,梓潼、阴平二县皆隶属之。孝宗乾道四年(公元1168年),又将利州之东西二路合为一路,称利州路,梓潼、阴平二县皆隶属利州路隆庆府。
元朝时,梓潼县仍置,隶属四川等处行中书省广元路保宁府剑州(至元二十年降隆庆府为剑州)。元至正二十一年(公元1361年)农民起义军红巾军南路领袖明玉珍率军从武昌出发,经长江入蜀,旋即占领全川,建国大夏,定都重庆,改元天统。梓潼县仍置,隶属保宁府(府治今阆中)剑州。
明朝时,梓潼县隶属四川承宣布政使司保宁府(治阆中)剑州。明末,崇祯十年(公元1637年),农民起义领袖李自成率军入川,攻占梓潼,置梓潼县,当年退出。崇祯十七年(公元1644年),农民起义领袖张献忠率军入蜀,攻占梓潼后,置梓潼县,隶属大西保宁府剑州。
清顺治三年(公元1646年),四川入于大清版图。梓潼县仍置,隶属大清保宁府剑州。清王朝于地方政区设置方面,实行道府州厅县三级制,以道辖府州,以府州辖厅县。梓潼县隶属川北道保宁府剑州。雍正五年(公元1727年),绵州从成都府划出,升为直隶州。省督即将梓潼县从保宁府划出,入隶绵州。
民国二年(公元1913年),袁世凯为推进恢复帝制,又按其“废省改道”计划,将全川划分为川西、上川南、下川南、川北、川东和边东、边西七道,废除府州厅。梓潼县隶属川西道(道治成都),民国三年(公元1914年),川西道又改名西川道,梓潼县仍隶属之。
民国十七年(公元1928年),省政府即明令裁撤各道,各县直接隶属省府。
1935年3月,中国工农红军第四方面军,分批进入梓潼,并掌控全境。
1935年5月,红军分批撤离梓潼。7月,国民党势力重返梓潼。将全川划分为18个行政督察区,每区设专员公署,作为省政府的派出单位分辖各县,以控制地方力量。梓潼县隶属十三行政督察区,专员公署治绵阳。
1949年12月20日梓潼县解放。为组织和发动人民群众进行各项社会改革,巩固人民民主专政和发展经济,分批开始变革行政区划。解放初期,梓潼县隶属川西北临时军政委员会绵阳专区。
1950年3月,将四川划分为川西、川东、川北、川南四个行署区,同属西南军政委员会直接领导,梓潼县隶属川西行署绵阳专区。
1952年中央决定撤销四个行署区的建制,恢复四川省的建制。梓潼县乃隶属四川省绵阳专区。
1968年5月,“文化大革命”中,绵阳专区改制为绵阳地区,1985年2月国务院又批准将绵阳地区改制为省辖市。绵阳建制几经变动,梓潼县均隶属之。