隋文帝開皇十一年（591），析溧陽西北部及丹陽東部，置溧水縣，屬蔣州。
開皇十八年，并溧陽入溧水。
唐武德三年（620），劃溧水東部析置溧陽縣。
北宋屬江南東路江寧府。
南宋屬建康府。
元元貞元年(1295)，升為溧水州，屬集慶路。
明洪武二年（1369），復降為溧水縣，屬應天府。
明弘治四年（1491），析溧水縣西南部7個鄉(xiāng)。
清屬江寧府。
1914—1927年，屬金陵道。
1934—1937年，屬江寧行政督察區(qū)。
抗日戰(zhàn)爭期間，屬茅山根據(jù)地的一部分，先后在此建立過溧高、橫山、江句溧等抗日民主政權。
1949年解放后，屬蘇南行署鎮(zhèn)江專區(qū)。
1952年，屬江蘇省鎮(zhèn)江地區(qū)。
1958—1959年，屬常州專區(qū)，后屬鎮(zhèn)江專區(qū)。
1983年，江蘇省改市管縣制，溧水劃給南京市管轄。
2013年撤溧水縣，設南京市溧水區(qū)。