西漢始元二年（前85）屬回浦縣，隸會稽郡。

東漢建武元年（25）改回浦縣為章安縣，屬章安縣。

東晉太寧元年（323）分臨�？ち⒂兰慰�，以永寧縣為郡治。

隋開皇九年（589）改永寧縣為永嘉縣，隸處州。

唐武德五年（622）分括州置東嘉州，分永嘉縣復(fù)置樂成縣，仍屬樂成縣，隸東嘉州；七年又撤樂成縣并入永嘉縣，復(fù)屬永嘉縣。

貞觀元年（627）廢東嘉州，永嘉縣隸屬括州。

載初元年（689）復(fù)置樂成縣，隸溫州，仍屬樂成縣。

五代十國時，樂成縣屬吳越國。

后梁開平二年（908）改樂成為樂清，屬樂清縣，仍隸屬溫州。

南宋咸淳元年（1265）屬瑞安府。

元時屬溫州路。

明時屬溫州府。

清雍正六年（1728）置玉環(huán)廳，屬玉環(huán)廳第二十都，隸溫州府。

1953年析玉環(huán)縣洞頭、大門2個區(qū)及周圍小島置洞頭縣，屬溫州專區(qū)。

1958年撤縣并入玉環(huán)縣，設(shè)洞頭、大門2個區(qū)。

1959年1月玉環(huán)縣撤銷，將玉環(huán)縣的洞頭、大門2個區(qū)重新劃歸溫州市。

1964年10月恢復(fù)洞頭縣，屬溫州專區(qū)。

1981年屬溫州市。

2015年7月，撤銷洞頭縣，設(shè)立溫州市洞頭區(qū)，將溫州市龍灣區(qū)靈昆街道劃歸洞頭區(qū)。