桃江古為楚地。
秦置益陽(yáng)縣，屬長(zhǎng)沙國(guó)。
漢屬荊州長(zhǎng)沙國(guó)。
三國(guó)初屬長(zhǎng)沙郡，后屬衡陽(yáng)郡。
晉初屬荊州衡陽(yáng)郡，后隸湘洲。
南朝宋屬湘洲衡陽(yáng)內(nèi)史。
南朝的齊、梁、陳時(shí)期屬荊州衡陽(yáng)郡。
隋屬潭洲（后改長(zhǎng)沙郡）。
唐屬江南西道潭洲長(zhǎng)沙郡。
元元貞元年（1295），升縣為洲（無(wú)領(lǐng)縣），益陽(yáng)縣即為益陽(yáng)洲，屬湖南道天臨路。
明初降洲為縣，屬長(zhǎng)沙府。
清代屬長(zhǎng)寶道長(zhǎng)沙府。
民國(guó)時(shí)期先屬湘江道，后屬湖南省第一、第五行政督察區(qū)。
1949年8月，益陽(yáng)和平解放，益陽(yáng)縣人民政府成立，屬益陽(yáng)專(zhuān)區(qū)益陽(yáng)縣。
1952年，從益陽(yáng)縣析置桃江縣，縣人民政府駐桃江鎮(zhèn)。
1962年，屬益陽(yáng)地區(qū)管轄。
1994年，益陽(yáng)地區(qū)撤地建市，桃江縣屬益陽(yáng)市管轄。