西汉，高祖六年（前201）为置县之始，名为郪县隶属广汉郡，治地在今县南郪江镇。
南朝，刘宋元嘉九年（432）分广汉郡置新城郡，建北伍城县，郡县治今三台县城潼川镇，以伍城水为县名。
南梁，改始平僚郡为始平郡，分涪县置始平县，治地今花园镇；撤郪县入北伍县，仍属新城郡。
北朝，西魏改伍城县为新城县，恭帝三年（556）改为昌城县。
北周，改始平县为涪城县。
隋开皇十八年（598）改新州为梓州（以梓潼水命名），治城今潼川镇；大业三年（607）改昌城县为郪县。
唐宋，郪县、涪城县仍置，隶属梓州（后为潼川府）。
元朝，至元二十年（1283）撤涪城县并入郪县。
明朝，洪武九年（1376）改潼川府为潼川州，同时撤郪县并入潼川州，隶属四川行省。
清朝，雍正十二年（1734）升潼川州为潼川府，以潼川州本州置三台县，为附郭首县，县名以城西三台山得名。
1968年7月8日，三台县革命委员会成立，隶属绵阳地革委。
1981年2月23日，撤销三台县革命委员会，选举产生三台县人民政府，隶属绵阳行署，三台县名称再次启用，并沿用至今。