春秋战国时期境内属楚。
秦朝隶属长沙郡。
西汉分属长沙国连道、益阳、昭陵三县。
东汉分属连道、湘乡、益阳、昭陵县。
西晋昭陵改为邵陵。
南北朝连道县并入湘乡县，又分属湘乡、益阳、邵陵三县。
隋朝时属益阳、衡山、邵阳三县。
唐朝属湘乡、益阳、邵阳3县。
宋代属湘乡、安化、新化、邵阳4县，隶属潭州长沙郡和邵州邵阳郡。
元朝属湘乡州、安化、新化、邵阳4县。
明朝、清朝、民国时期属安化、新化、湘乡、邵阳4县。
1949年8月，湖南设10个专区，境内分属益阳、邵阳专区。
1951年8月，将安化县第三区、第四区大部分及蓝田市区和第一区一部分，湘乡县第九区、第十区，和邵阳县第十六区大部分合并，新建蓝田县，属益阳专区。
1952年8月，蓝田县更名涟源县；11月益阳专区撤销，境内改属邵阳专区。
1958年8月，新化县部分区域划归涟源县。
1960年2月，划出娄底区大部分地域，设立娄底市。
1962年10月，娄底市撤销，并入涟源县，复设娄底区。
1977年9月，设立涟源地区，涟源县属涟源地区。
1980年9月，复设娄底市。
1982年12月，涟源地区更名娄底地区。
1987年6月，涟源县改市（县级）。
1999年1月，娄底地区改地级娄底市，涟源市由娄底市代管。