秦統一中國后，始置零陵縣，歸長沙郡管轄。
漢元鼎六年（前111），置零陵郡。
王莽篡漢建立新朝，改零陵郡為九疑郡。
東漢時期，改泉陵侯國為泉陵縣。
三國時期零陵郡先屬蜀，后屬吳。
西晉泰始元年（265），屬荊州零陵郡。
南北朝時期零陵郡屬南朝地域。
隋開皇九年（589），廢零陵郡和永陽郡，置永州總管府。
隋大業三年（607），永州總管府復稱零陵郡。
唐初將零陵郡分為永州零陵郡和道州江華郡。
宋淳化五年（994），廢道改路，為永州路。
元至元十三年（1276），改永州路為永州路總管府。
明洪武九年（1376），為湖廣承宣布政使司永州府。
清康熙三年（1664），永州府屬湖南省衡永郴桂道。
1914年，將衡永郴桂道改為衡陽道。
1949年10月，成立永州專區。
1950年5月，改稱零陵專區。
1952年11月，屬湘南行政區。
1954年7月屬衡陽專區。
1962年12月，恢復零陵專區。
1968年9月，改零陵專區為零陵地區。
1988年，永州被公布為湖南歷史文化名城。
1995年11月，改零陵地區為永州市。
2005年，經國務院批準永州市市政府遷至冷水灘區。