夏至西周，境内有褒国。先后属梁州、雍州。春秋战国时境内为南郑地，先后分属巴蜀、秦国。秦惠文王更元十三年（前312），秦始置汉中郡（治在今安康市境内）隶之。东汉初，郡治迁于南郑（今汉中）。东汉末，张鲁割据汉中，改为汉宁郡；建安二十年（215），曹操征降张鲁，又改为汉中郡；建安二十四年（219），刘备占据汉中，仍设汉中郡。三国魏景元四年（263）魏灭蜀，分梁、益二州，梁州领八郡，治于南郑。晋太康十年（289）改设汉国，不久即废。南北朝时，汉中先后属刘宋、萧齐、北魏、萧梁、西魏、北周，境内设梁州、兴州（今略阳县）、洋州（今西乡县），并置秦州及70多个侨县。隋初，境内仍置梁、兴、洋州，后改为汉川郡、顺政郡、洋川郡。唐代设梁州总管府，后改为都督府，下设梁、兴、洋、集四州；贞观元年（627），废府设道，汉中属山南道；开元二十一年（733），山南道分为东、西两道，汉中属山南西道，道治设于南郑（汉中）；天宝元年（742）设汉中郡、洋川郡、顺政郡；后又改为梁州、洋州（今洋县）、兴州；兴元元年（784）改梁州为兴元府，道、府同治于南郑，开我国历史上用帝王年号命府名之先河，兴元府地位同于京都长安、东都洛阳、北都太原；五代十国时期，前蜀、后唐、后蜀先后据有汉中，仍设兴元府及洋、兴二州。北宋至道三年（997）境内置兴元府及洋、兴二州，属峡西路。熙宁五年（1072）设利州路，其与所属兴元府，治所均设于汉中。利州路辖秦岭以南、长江以北地区。南宋绍兴十年（1140）分利州路为东、西两路，东路治设于兴元（汉中），西路治设于兴州（略阳）；后利州东、西路几经分合。元代设兴元路于汉中，为隶属于陕西之始。明洪武三年（1370）改路为府，设汉中府。清代设陕安道于汉中，辖汉中、兴安府（今安康市）。1913年设汉中道，辖今汉中、安康及商洛市部分县，共25属县。1928年，废道，县直隶于省。1935年，设立陕西省第六行政督察区。1949年12月6日，汉中解放，设陕甘宁边区陕南行政区汉中分区。

    1996年2月21日，撤地设市，汉中地区改为地级汉中市。下辖汉台（原县级汉中市改为汉台区）、南郑、城固、洋县、西乡、勉县、宁强、略阳、镇巴、留坝、佛坪11个县区。同年4月，开展撤区并乡建镇工作，全市66个区公所建制全部撤销，477个乡镇建制撤销203个。

    2002年，成立汉中经济技术开发区（由南郑经济开发区和汉台经济开发区合并）。

    2003年年底，汉中市辖11个县区和1个开发区。

    2011年，撤并乡镇46个。由撤并前的226个乡镇、8个街道办事处，调整为180个镇、8个街道办事处。

    2015年6月乡建制在汉中消失。全市辖152个镇，24个街道办事处。

    2017年 ，南郑撤县设区，增设中所营街道办事处。

    2020年年末，全市辖152个镇、25个街道办事处，有1894个行政村，293个城镇社区。