耒阳是我国古代四大发明之一造纸术发明人蔡伦的故乡，具有2200多年的历史古城，因地耒水而得名。

据考古发掘资料证明，早在新石器时代，耒阳境内已有人类生息繁衍。

战国时代属楚。

秦始皇二十六年（前221）置耒县，因耒水而命名，隶长沙郡。《嘉庆一统志》载：“耒阳故城，在今县东北四十五里。”具体地点失考。

西汉高祖五年（前202），分长沙郡北境置长沙国，南境置桂阳郡，改耒县为耒阳县，隶桂阳郡。汉景帝前元二年（前155），封其庶子刘发为长沙定王。景帝后元二年（前142），诸王朝帝，舞拜，定王动作吊滞，帝问其故，刘发答：“臣国小地狭，不足以回旋。”景帝喜其对答，即诏令增武陵、桂阳。自此，耒阳县随桂阳郡归属长沙国。

王莽新朝天凤元年（14），改耒阳县为南平亭，隶南平郡（桂阳郡改，为南平郡治）。

东汉建武年间（25-36），废南平亭，复耒阳为县，隶桂阳郡，属荆州刺史部。东汉献帝建安十三年（208）赤壁之战后，刘备南征武陵、零陵、桂阳、长沙4郡，次年领荆州牧，建安十六年，任命诸葛亮为军师中郎将，驻衡阳石鼓书院，督衡阳、零陵、桂阳等郡，耒阳隶属桂阳郡。建安二十年（215），刘备、孙权争荆州，后和解，以湘水为界，东部的江夏、长沙、衡阳、桂阳4郡归孙权，西部的南郡、零陵、武陵3郡归刘备，耒阳改属孙权治下的桂阳郡。

三国时，耒阳一直是吴国的属地。吴孙亮太平二年（257），析耒阳县为4县：舂陵水以西之地置新平、新宁二县（即今常宁县），耒水以西、舂陵水以东之地置梨阳县（不久改名利阳县），耒水以东这地仍为耒阳县。新平、新宁、犁阳三县隶湘东郡（郡治衡阳），耒阳隶桂阳郡。

西晋，今耒阳境内有耒阳、利阳二县，前者隶桂阳郡，后者隶湘东郡（郡治衡阳）。东晋孝武帝太元二十年（395），撤利阳并入耒阳，为桂阳郡治，属江州。

南北朝时，南朝宋，齐至梁天正元年（420-551），耒阳县隶桂阳郡，属湘州。梁元帝时（552-554），迁耒阳县治于山口（一作鳌山口，即今大陂市），改隶湘东郡（郡治衡阳），上属湘州。陈朝未变。

隋文帝开皇九年（589）平陈，耒阳县更名为耒阴县，县治仍在 山口，隶衡山郡（湘东郡、衡阳郡，郡治衡阳），属衡州总管府。

　　唐武德四年（621），复名耒阳县，治所迁回汉晋故治，即今砂耒阳城，隶衡州（州治衡阳）。贞观元年（627）起，上属江南西道。

五代十国时，后梁太祖开平元年（907），封武安军节度使马殷为楚王，史称南楚，建都潭州，辖地囊括全湖南及广西东北部分。历后梁、后唐、后晋、后汉共45年（907-951），耒阳为马氏楚国属地，直隶衡州（州治衡阳）。后周广顺元年（951），南唐灭楚。次年，马氏旧部赶走南唐军，占有南楚湖南部分土地，臣服后周，耒阳仍隶衡州（州治衡阳）。

宋朝，改名为来阳县，隶衡州衡阳郡（州、郡治衡阳）。

元世祖至元十九年（1282），因耒阳民众繁富，升为州，直隶湖广行省湖南道宣尉司（道治衡阳）。

明洪武三年（1370）三月，耒阳因遭兵灾，人口骤减，复降为县，隶衡州府（府治衡阳），属湖广布政使司。

清朝仍为耒阳县，隶衡州府（府治衡阳），属衡永郴桂道（初为衡永郴道，道治衡阳）。

民国3年（1914），改衡永郴桂道为衡阳道（道治衡阳），耒阳隶衡阳道，属湖南省。民国11年（1922），废道存省，耒阳县直隶湖南省。民国26年（1937）12月，湖南省分置9个行政督察区，耒阳县隶湖南省第五行政督察区。抗战爆发后，湖南省政府南迁耒阳县水东江，民国29年4月，将全省改划为十个行政督察区，耒阳县隶湖南省第二行政督察区（行政中心为衡阳）。民国33年7月3日，日军侵占耒阳城，县政府决定迁往上堡街（今属黄市镇），后迁严塘镇（含属长冲乡）。次年8月15日，日本宣布无条件投降，9月15日境内日军缴械，耒阳光复，县政府迁回县城。

1949年10月7日耒阳解放，12日成立县人民政府，隶衡阳专区。1952年11月，衡阳、郴县、零陵三专署合并成立湘南行署（行署驻衡阳），耒阳隶湘南行政区。1954年7月，撤销湘南行署，改设衡阳、郴县两个专署，耒阳改隶郴县专区。1983年7月1日，回归衡阳市。

　　1986年11月，经国务院批准，耒阳县升格为县级耒阳市，隶属衡阳市。仍以原城关镇为市区范围。1989年3月，撤销城关、灶市2镇，设置蔡子池、水东江、灶市街4个街道办事处，并将三架乡的五里牌村、梅桥村划归蔡子池街道办事处管辖，三架乡的锡里村民委员会21个村民小组、余庆乡的联平村民委员会11个村民小组划归灶市街道办事处管辖。5个街道办事处共辖9个居民委员会、16个村民委员会。