春秋时，境域为鲁季氏邑。
战国时称费国。
西汉置费县，属东海郡。
东汉，华县入费县属兖州泰山郡。
魏、晋、南北朝时，均属徐州琅琊郡。
隋开皇年间废郡，费县属沂州；大业年间改州为郡，费县属琅琊郡；隋末，费县因动乱废。
唐武德四年（621），复置费县，属河南道沂州（琅琊郡）；贞观年间，废颛臾县入费县，属沂州。
宋时，属京东东路沂州（琅琊郡）。
金时，属山东东路沂州。
元时，地方设行中书省，境域属腹里山东益都路沂州。
明时，改行中书省为承宣布政使司（习惯仍称行省），费县先后属山东承宣布政使司的青州府和兖州府沂州。
清雍正二年（1724年），沂州由散州改为直隶州，清雍正十二年，升为府，费县属山东省沂州府。
1914年，属济宁道。
1925年，改属琅琊。
1928年废道，直属山东省。
1936年，属山东省第三行政督察区。
1940年，抗日民主政权以滋阳-临沂公路为界析置费南、费北2县，费南属鲁南行政区、费北属鲁中行政区。
1944年4月，原费县分属费北、费东、费南、温和4县。
1945年，合费南县全部及费北县一部分，置平邑县。
1946年4月，温河县改为费县，隶属鲁南行政区第一专区，费北、费东2县合并置蒙山县。
1948年1月，费县属鲁南行政区第三专区。
1948年7月，费县隶属鲁中南行政区第五专区。
1949年7月，属台枣专区。
1950年5月，划属临沂专区。
1952年3月，撤销蒙山县；上冶、白埠、薛庄、诸满、汪沟5区划归费县。
1956年春，朱田区由平邑县划入费县。
1967年，属临沂地区。
2003年5月，汪沟镇石家庄、东石沟、西石沟、后社、三胜庄、永太庄、任家庄7村民委员会划入兰山区半程镇。
2011年1月，汪沟镇、方城镇、新桥镇划归兰山区管辖，境域始成现状。