據(jù)考古發(fā)現(xiàn)的三合潭遺址證實,早在新石器時代,人類就開始在玉環(huán)大地上繁衍生息、創(chuàng)造文明。
西周及春秋時期,屬甌越地。
戰(zhàn)國時期,屬楚地。三合潭出土的網(wǎng)墜、魚刺、魚鉤等漁具(考證為戰(zhàn)國時期漁具),反映縣境在2400多年前即具有開發(fā)海洋的漁文化特點。
秦代今縣境屬閩中郡。
西漢初屬東甌王國。武帝建元三年(前138年),東甌王因閩越國圍攻,乃舉國遷徙,縣境廢墟。始元二年(前85年)置回浦縣(包括今溫州、臺州和麗水地),隸屬會稽郡,縣境屬回浦縣地。
東漢建武6年,回浦縣并入鄞縣,縣境屬鄞縣回浦鄉(xiāng)。后析出回浦地,建章安縣,縣境為章安縣東甌鄉(xiāng)。后又析出東甌鄉(xiāng),建永寧縣,隸屬臨?,縣境為永寧縣地。
三國時,屬吳國,為臨?び缹幙h地。
西晉時仍為臨?び缹幙h地。
東晉太寧元年(323年),分臨海地立永嘉郡;寧康二年(374年)分永寧地置樂成縣,縣境屬樂成縣。
南北朝時,仍隸屬樂成縣地。
隋朝文帝開皇12年,樂成縣并入永嘉縣,縣境為永嘉縣地。
唐朝武德5年析永嘉縣置永寧、樂成兩縣,縣境屬樂成縣地。其間析、廢、置較多。會昌二年(842年)前,樂成縣在縣境置玉留鎮(zhèn)。
五代時屬吳越國,隸靖海軍。后梁開平二年(908年),改樂成縣為樂清縣?h境屬樂清縣。
北宋時,縣境為溫州府樂清縣玉環(huán)鄉(xiāng)之一部分,隸屬兩浙路應道軍。南宋時改溫州府為瑞安府,縣境為瑞安府樂清縣玉環(huán)鄉(xiāng)。
元朝時仍為樂清縣玉環(huán)鄉(xiāng)地。
明朝初期仍為樂清縣玉環(huán)鄉(xiāng)。明洪武20年(1387年),因倭寇擾邊,徙居民為內(nèi)地,今楚門港(漩門港)以南玉環(huán)本島等地全部被遷棄。成化12年(1476年),析樂清縣山門、玉環(huán)兩鄉(xiāng)6都地隸太平縣(今溫嶺市),屬臺州府(今臺州市),縣境港北地區(qū)歸屬太平縣,港南地被游民私種。
清初,縣境港北仍為太平縣地,港南仍被游民私種。順治18年(1661年),清政府下令撤邊海30里,境民全被內(nèi)遷。楚門半島地區(qū)亦遭遷棄。境內(nèi)塘塌地廢,一片荒蕪。清雍正5年,浙江巡撫李衛(wèi)奏請展復玉環(huán)。欽準招徠沿海居民(大部分來自溫州、臺州兩府沿海居民),報荒墾種,展復玉環(huán),境業(yè)再衍。雍正6年(1728年),始建玉環(huán)廳,隸屬溫州府(今溫州市)。至此,玉環(huán)始有獨立行政建制。
民國元年(1912年),行道縣制,玉環(huán)廳改為玉環(huán)縣,屬溫處道(今溫州市)。民國16年,廢道縣制,玉環(huán)縣隸屬省行政督察區(qū)管轄。玉環(huán)所屬行政督查區(qū)屢有變更。民國37年(1948年),縣境屬浙江第五行政督察區(qū)。
1949年4月7日,玉環(huán)解放。4月14日,建立中共玉環(huán)縣委和玉環(huán)縣民主政府。5月12日,玉環(huán)縣民主政府改為玉環(huán)縣人民政府。中華人民共和國建立后,亦稱玉環(huán)縣,屬浙江省溫州專區(qū)(今溫州市)。玉環(huán)縣下轄5個區(qū)49個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。
土地改革完成后,對區(qū)、鄉(xiāng)、鎮(zhèn)重新作調整。1952年1月15日,原三盤區(qū)重獲解放,原鄉(xiāng)、鎮(zhèn)建制亦恢復。8月建陳嶼區(qū)。10月三盤區(qū)分洞頭、大門兩個區(qū)。至年底,縣轄7個區(qū)79個鄉(xiāng)、鎮(zhèn)。
1953年5月,洞頭、大門兩個區(qū)19個鄉(xiāng)、鎮(zhèn)析出,建立洞頭縣。
1956年2月,因農(nóng)業(yè)合作化發(fā)展需要,區(qū)、鄉(xiāng)、鎮(zhèn)又作調整。建立3個直屬鎮(zhèn),6個直屬鄉(xiāng),2個區(qū)轄13個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。
1958年7月,洞頭縣建制撤銷,下轄11個鄉(xiāng)、鎮(zhèn)地重新歸入玉環(huán)縣。同年11月,全縣以區(qū)為單位實現(xiàn)人民公社化,下轄生產(chǎn)大隊(后又稱管理區(qū))。至年底,全縣共6個人民公社,46個生產(chǎn)大隊。
1959年4月,玉環(huán)縣建制撤銷。原洞頭縣地劃歸溫州市,余皆并入溫嶺縣(今溫嶺市)。
1962年4月,玉環(huán)縣建制恢復(未包括原洞頭縣地)。其后區(qū)、公社均有撤、析、建變更。至1967年1月,全縣共設置3個區(qū)、3個鎮(zhèn)、26個人民公社(從原生產(chǎn)大隊升格為人民公社)。
1980年1月,縣屬環(huán)山鎮(zhèn)改名城關鎮(zhèn)。
1983年9月至1984年4月,全縣恢復鄉(xiāng)人民政府建制。至1986年,全縣共設置4個區(qū),22個鄉(xiāng),7個鎮(zhèn)。
1991年3月11日,從楚門區(qū)析出外塘鄉(xiāng)、凡塘鄉(xiāng)、芳杜鄉(xiāng)、清港鎮(zhèn),建置清港區(qū)。
1992年4月至5月,全面開展“撤區(qū)、擴鎮(zhèn)、并鄉(xiāng)”工作,撤掉5個區(qū)、30個鄉(xiāng)鎮(zhèn),并為8鎮(zhèn)4鄉(xiāng)。它們是:城關鎮(zhèn)、楚門鎮(zhèn)、清港鎮(zhèn)、干江鎮(zhèn)、坎門鎮(zhèn)、陳嶼鎮(zhèn)、鮮疊鎮(zhèn)、沙門鎮(zhèn)、龍溪鄉(xiāng)、雞山鄉(xiāng)、蘆浦鄉(xiāng)、海山鄉(xiāng)。1994年9月,撤蘆浦鄉(xiāng)建蘆浦鎮(zhèn)。
1993年11月6日,省政府批準設立浙江省玉環(huán)大麥嶼經(jīng)濟開發(fā)區(qū)。1994年7月13日,大麥嶼經(jīng)濟開發(fā)區(qū)與陳嶼鎮(zhèn)合署辦公。
2000年6月30日,撤銷城關鎮(zhèn)、坎門鎮(zhèn)、陳嶼鎮(zhèn)建制,建立玉環(huán)縣珠港鎮(zhèn)(含城關辦事處、坎門辦事處、陳嶼辦事處等三個辦事處)。
2001年11月,撤銷鮮疊鎮(zhèn),轄區(qū)拼入珠港鎮(zhèn)陳嶼辦事處,至此,縣境內(nèi)共設置6個鎮(zhèn)、3個鄉(xiāng)。