秦始皇三十三年（公元前214年），在岭南置桂林、象、南海三郡，今武宣属桂林郡，郡治布山（今贵县境）。今武宣县为中溜县，县治在今桐岭镇一带。
西汉元鼎六年（前111年），今武宣境内设置中留县，县治在今桐岭镇一带，隶属交趾刺史部郁林郡。
东汉中留县改称中溜县，隶属交州郁林郡。
三国属吴，凤凰三年(公元274年)分郁林郡地，增置桂林、始安、临贺三郡，隶广州，今武宣县地属中留县（县治今桐岭镇一带），隶属桂林郡（郡治武安，今象州县境)。
晋太康元年（即吴天纪四年、公元280年)，吴孙皓降于晋。广州归西晋一统。西晋时废中溜县，今武宣县地属桂林县（县治今金秀县大樟乡），东晋以原中溜县地复置并更名中胄县（县治在今桐岭镇一带），改隶广州郁林郡（郡治今贵港市），辖及今武宣县等地。
南北朝时，宋复置中溜县，属桂林郡，郡治武安改武熙（今象州），后迁郡治中溜；齐置中溜县，属桂林郡，迁郡治武熙；梁时中溜县改称中胄县，属桂林郡（郡治迁回中溜改为中胄）；陈置中胄县，属桂林郡（郡治中胄县）。宋、梁、陈郡治均在今武宣县境。
隋文帝开皇十年（590年）增置桂林县（汉旧县县治在今金秀大樟乡，隋朝另置县治在今象州县妙皇乡，妙皇乡在解放前属今武宣县），开皇十一年武宣县地并入桂林县，属始安郡。
唐武德四年（621年）分桂林县地，增设武仙县，县治阴江（今三里镇旧县村）。开元二十一年（733年）武仙县属岭南道，咸通三年（862年）属岭南西道邕管象州。
五代十国称武仙县，先属楚国，后周太祖顺元年（951年）改属南汉，行政行域沿唐制不变。
宋朝称武仙县，至道三年（997年）属广西路象州、州治阳寿（今象州县境）。
元朝称武仙县，先属湖广行中书省，元末至正二十三年（1363年）属广西行中书省柳州路象州，州治阳寿。
明朝称武仙县，洪武九年（1376年）属广西承宣布政使司右江道柳州府象州（府治今柳州市，州治今象州县境，县治今三里镇旧县村）。宣德六年（1431年）三月，武仙县改称武宣县，县治移高立（今武宣镇），隶属因之。
清朝称武宣县，顺治、康熙时属柳州府，雍正三年（1725年）改属宾州直隶州，雍正八年改属右江道浔州府（府治今桂平市区），编户六里（即在厢里、东乡里、武赖里、古豪里、西乡里、北乡里）。咸丰六年（1856年）大成国平靖王李文茂率军攻武宣城，把武宣县改称文兴县。咸丰十一年失守，武宣县仍复清制。清宣统三年（1911年），武宣县属浔州府。
中华民国元年（1912年）称武宣县，属浔州府。2年撤销府制；省下设道，由道领县，武宣县属郁江道。3年郁江道易名为苍梧道。19年属苍梧民团区（治梧州）。21年属梧州民团区（治桂平）。23年属梧州行政监督区（治桂平），25年改属浔州行政监督区（治桂平），29年属第五行政督察区（治桂平），31年改属第三行政督察区（治梧州），37年改属第二行政督察区（治柳州），38年改属十三行政督察区（治桂平）。
1949年12月1日，武宣县全境解放，12月24日武宣县人民政府成立，政府驻武宣镇，属柳州专区。
1952年9月1日武宣县与象县合并，称石龙县。政府驻石龙镇，属宜山专区，1958年改属柳州专区。
1962年3月29日撤销石龙县，复置武宣县，政府驻武宣镇，属柳州地区（1970年为柳州专区）。
2002年9月29日，国务院批准撤销柳州地区，设立地级来宾市，2002年12月28日，地级来宾市正式成立，武宣县划归来宾市管辖。
