玉溪市轄地先秦時屬古滇國，兩漢分屬益州、牂牁兩郡；蜀漢分屬益州、牂牁、興古三郡；東晉、南朝分屬晉寧、建寧、梁水、興古四郡；隋屬昆州；唐初分屬黎、鉤二度；宋大理時分為37部及善禪、銀生節(jié)度地；元設(shè)云南行省時，分屬澄江路、臨安路、元江路、中慶路；至元十三年，屬澄江路新興州；明時，澄江路改澄江府，通海、華寧、峨山縣屬臨安府，新設(shè)新平縣隸臨安府，易門縣屬云南府，元江縣設(shè)元江軍民府；清時，新平縣屬元江直隸州，其余沿明制；民國廢府、州，設(shè)道，屬滇中道、蒙自道、普洱道、后撤道，縣直屬��；民國后期曾在新平縣設(shè)第六行政督察專員公署；新中國成立后，行政區(qū)劃幾經(jīng)調(diào)整，1950年1月1日成立滇中專員公署，3月改稱玉溪專員公署，轄玉溪、昆明、晉寧、呈貢、澄江、江川、華寧、通海、河西、峨山、易門、新平12個縣；1951年5月12日成立了新中國第一個彝族自治縣峨山彝族自治區(qū)（1956年1月1日改稱峨山彝族自治縣）；1954年，原屬蒙自專區(qū)的元江縣劃屬玉溪地區(qū)；1956年，峨山彝族自治區(qū)改為自治縣；1958年10月投資興建玉溪卷煙廠；1960年，晉寧（包括昆陽、呈貢）劃屬昆明市；1970年1月5日凌晨發(fā)生通海大地震；1972年1月18日發(fā)掘李家山古墓群；1980年11月23日元江縣改設(shè)元江哈尼族彝族傣族自治縣，25日新平縣改設(shè)新平彝族傣族自治縣；1983年8月，玉溪縣改設(shè)縣級玉溪市；1984年7月發(fā)現(xiàn)帽天山古生物化石；1989年12月18日修建昆玉鐵路和玉蒙鐵路；1997年12月13日，經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，撤銷玉溪地區(qū)，設(shè)立地級玉溪市；撤銷縣級玉溪市，設(shè)立紅塔區(qū)；1999年4月17日昆玉、玉元等高速公路建成通車；2003年11月星云湖一撫仙湖出流改道工程開工；2005年11月10日玉溪大河治理工程開工；2012年7月1日澄江化石申遺成功。