潼南县古为梁州蜀郡梓州路（今三台县，清为潼川府）遂宁、蓬溪两县属地。民国元年（公元1912年），经遂宁下三里、蓬溪下东乡人民迭请由四川军政府批准，中央核定，始设县治于旧梓潼镇，定名为东安县。民国三年（公元1914年），内务部来文，因东安县与直隶、湖南、广东等省重复，自应酌改，查该县设置于梓潼镇，归潼川府辖地，居府南，遂定名为潼南县。同年裁府设道，隶属川北道。民国二十四年（公元1935年）废道，省设行政督察区，隶属四川省第十二行政督察区。
1949年潼南解放后，属川北行政公署遂宁专区。1953年合省后，属四川省遂宁专区。同年，将合川县别口乡、万寿区甑子场、安岳县白水乡第八村曾家小湾及龙桥沟等处划归潼南。1958年遂宁、绵阳专区合并，隶属绵阳专区。1976年调整行政区域，隶属江津地区。1981年江津地区改为永川地区。1983年并入重庆市。
1994年1月，经四川省人民政府批准，潼南县进行撤区并乡建镇建制调整，辖梓潼、双江、塘坝、柏梓、崇龛、小渡、卧佛、太安、上和、古溪、桂林、宝龙、龙形、新胜、玉溪、花岩、飞跃、米心、群力、五桂、新华、永胜22个镇；田家、永安、文明、安兴、龙项、檬子、别口、红花、寿桥9个乡。
1997年7月，经中央批准重庆直辖后，隶属重庆市管辖。
1999年7月，经重庆市人民政府批准，县人民政府驻地由原梓潼镇正兴街34号迁至现桂林街道办事处兴潼大道（渝府[1999]123号）。 2006年6月，经重庆市人民政府批准，潼南县进行行政区划建制调整，辖梓潼、桂林2个街道；双江、柏梓、塘坝、崇龛、小渡、卧佛、太安、上和、古溪、玉溪、米心、宝龙、龙形、新胜、群力、花岩、五桂17个镇；田家、别口、寿桥3个乡。辖281个村委会、20个社区居委会、2个街道居委会。
