4500萬年前，中國猿猴出現在溧陽市上黃鎮水母山(1950前宜興)，使包括人類在內的高級靈長類動物的發展找到了源頭，其意義可與周口店北京人相媲美。進入人類時代後，代表舊石器時代的石器在溧陽沙河、竹簀、黃裳等多地出土。柄石簪、玉圭等文物代表了新石器時代人類的社會生產和社會生活水平。神墩遺址的考古發掘，進壹步豐富和充實了馬家浜文化的歷史內涵。幾何印花陶器和青銅劍簇顯示了商周文化的生產水平。
周朝時，今天的溧陽屬吳來朱夷之地(包括高淳、溧陽、溧水南)，亡吳屬嶽，亡嶽屬楚。
秦始皇二十五年，瀨渚城改為溧陽郡，郡即現在的高淳古城鎮，屬鄢郡。今天的溧陽是溧陽縣的東部邊境。
三國吳時，溧陽郡作為建制被廢除，作為荒地使用。永平位於今天的溧陽市，在今天的天目湖鎮古賢村附近屬於丹陽縣，是今天溧陽市設縣的開始。
西晉太康元年(280)，永平改為永世郡。以及其余原溧陽郡(高淳等地)恢復設立溧陽郡(轄高淳故城)，全部隸屬丹陽郡(今南靖)。
永興元年，設平陵縣，為永石縣的壹部分，全部隸屬於宜興縣(今江蘇省宜興市)。平陵縣位於平陵市，在該市以西35英裏處。很快永世郡仍將屬於丹陽郡。
劉宋元嘉九年(432)，平陵郡並入永世郡、溧陽郡(治高淳)，均屬丹陽尹(今南京以南)。南齊時，溧陽、永世兩縣隸屬丹陽郡。梁和陳。
隋開帝九年(589)，永世郡廢。開十二年(592)，恢復永世郡建制，隸屬宣州(今宣城)。
隋開帝十八年，溧陽改溧水縣，高淳縣牛城遺址遷至永世縣。至此，統治高淳數百年的(古)黎陽之名終結。
唐武德三年(602)，東新立溧水郡，治於溧陽城西北四十五裏的老郡村。即黎陽之名始於今日。屬揚州(今南京)。九年，揚州廢，溧陽歸宣州。上元元年(674)，改溧陽郡為嵊州(今南京)，第二年廢，仍屬宣州(今宣城)。光啟三年(887年)又屬嵊州，三年後(903年)縣衙遷至現在的府衙。從唐朝開始，溧陽和溧水就永遠分開了，永世郡這個地方完全並入了溧陽郡。
溧陽郡楊武氏，屬金陵府。南唐時，溧陽郡屬江寧府，府治今南京。
宋初，溧陽郡仍屬江寧府。開寶八年，江寧府升格為州。天璽二年(1018)，仍屬江寧府。建言三年，改為建康府(今南京)，溧陽郡也壹並劃歸。
元十四年(1277)升為澧州，後於十五年改為澧陽府，十六年改為澧陽路。二十八年，葛魯村郡。元稹二年，仍改周，屬路(今南靖)。
明洪武二年(1369)，廢州恢復為郡，屬應天府(今南京)。
清朝雍正八年改鎮江府(今鎮江)。
民國時期，溧陽縣先後隸屬江蘇省行政公署、金陵路、江蘇省政府、江蘇第壹行政督察區(專員公署設在溧陽縣)、江蘇江南行政公署。
1949年4月25日，溧陽解放，成立縣人民政府，下轄武進行政區劃、常州特派員、蘇南行政公署鎮江特派員。
1950宜興縣華乾鄉、上黃鎮等22個村劃歸溧陽縣。
1983年3月實行市管縣體制後，溧陽縣歸常州市管轄。
1990年8月，經國務院批準，撤銷溧陽縣，設立縣級溧陽市，由常州市管理。