西汉高帝六年（前201），置广汉郡，辖13县。
西汉武帝元封五年（前106）置十三州刺史，此为益州，刺史治雒。
新莽时期（9-23），改益州为庸部，部牧驻雒县。
东汉光武帝建武十二年（38），复置益州和广汉郡，雒县为广汉郡属县。
三国时期，魏元帝景元四年（263），魏灭蜀，分益州为梁州。
广汉郡改属梁州，雒县仍为郡治。
东晋时期（317-420），广汉郡仍属梁州，雒县为郡治。
唐高祖武德元年（618），改蜀郡为益州。
次年，分雒县置什邡县。
元世祖中统元年（1260），复置汉州，领什邡、德阳、绵竹3县，撤销雒县建制，由汉州直辖原雒县地区，以原雒县为州治。
至正二十二年（1362），明玉珍在蜀称帝，建立大夏国，复置雒县。
明太祖洪武四年（1371），灭大夏国。
同年，省雒县入汉州，仍领三县。
明末，张献忠在四川建立大西政权，建置沿旧。
清初，仍如明制。
康熙二十六年（1687），降汉州为散州（单州），不再辖县，隶属成都府，沿袭至民国元年。
1913年，改汉州为广汉县（缘广汉郡而名），属川西道（次年改为西川道）。
民国防区时代为川军邓锡侯部防地。
1953年开始，广汉县属温江专区下辖县。
1960年什邡县并入，广汉、什邡合县。
1963年重新析出复置什邡县，广汉、什邡分县。
1968年温江专区改称温江地区，广汉为温江地区下辖县。
1983年3月撤销温江地区，下辖12县全部归成都市管辖。
1983年8月18日，广汉县由成都市划归德阳市管辖。
1988年2月24日，撤销广汉县，设立广汉市（县级），以原广汉县的行政区域为广汉市的行政区域。