合川在巴人入川前是濮族人主要居住地，合川古城邑“巴子城”（今城区铜梁山下）曾是巴国别都。
秦惠文王十一年（公元前314年），始设垫江县，县域辖今合川、武胜、铜梁、安岳、岳池县地，隶属巴郡，治所在今合川。
西汉元始二年（2年），仍为垫江县，县域辖今合川、武胜、铜梁、大足及安岳、潼南县一部分，县治在今合川区合阳镇，仍隶属于巴郡。东汉建安六年（201），改属巴西郡。蜀汉建兴十五年（237），改属巴郡。义熙元年（405）改属巴州。义熙八年（413）改属巴郡。
南朝宋元嘉年间（424-453），置东宕渠郡，属梁州，郡治今合阳镇。宕渠名源于宕渠水（今渠江）。东宕渠郡下辖1县宕渠县，县治在今合阳镇。
南朝齐建元年间（479-482），因贵州的僚人迁徙进入嘉陵江、渠江流域，东宕渠郡改为东宕渠僚郡，属梁州，郡治仍在今合阳镇。东宕渠僚郡下辖3县：宕渠县、平州县、汉初县。
南朝梁大同年间（535-545），东宕渠僚郡分置新兴郡，平州县、汉初县划出，只辖宕渠县。太清四年（550），东宕渠僚郡复名东宕渠郡。
西魏恭帝三年（556年），置合州，因涪江与嘉陵江汇流而得名，州治在今合阳镇，合州辖4郡7县：垫江（原东宕渠郡）、清居（原新兴郡）、东遂宁、怀化4郡及郡属石镜（合川）、汉初（武胜）、清居（南充市南）、方义（遂宁城区）、德阳（遂宁市中区东南）、长江（蓬溪）、始兴（潼南）7县。
隋初，撤销垫江郡。隋开皇十八年（598）年，合州更名涪州。开皇年间，设赤水县，隶属于涪州。大业三年（607年）又改名涪陵郡，辖3县：石镜县、汉初县、赤水县。
唐武德元年（618年）复名合州，隶属于剑南道。天宝元年（742年），改名巴川郡。乾元初年（758年），复名合州。合州辖六县：石镜县、汉初县、赤水县、新明县、铜梁县、巴川县。
宋乾德三年（865年），改石镜县为石照县，隶属于潼川府路合州巴川郡。熙宁四年（1071年）赤水县并入铜梁县。熙宁七年（1074年）复设赤水县。淳佑三年（1234年）为抗蒙兵，在州城之东5公里的钓鱼山筑新城，州治所迁居钓鱼城。
元至元二十年（1283）年为散郡，赤水县并入石照县。元至元二十二年（1285），合州和石照县返回原治，改属重庆路。明洪武初年（1368年），州治石照县并入合州，隶属于重庆府。以后，合州辖县陆续划出，至清雍正六年（1728年）成为不再辖县的单州，属重庆府管辖。
民国二年（1913年），合州改名合川县。
1950年，合川属川东行署壁山专员公署辖。
1951年，壁山专区更名江津专区，合川属江津专区辖。
1952年4月划出合川县城关区增设合川市。
1958年1月，经国务院批复，合川市建置撤销，原合川市所辖地域改为合川县城关镇。
1983年3月，重庆市和永川地区合并，合川县属重庆市辖。
1992年8月4日，民政部（民行批[1992]89号）批复同意撤销合川县，设立合川市。
1997年，重庆恢复中央直辖市，合川隶属重庆。
2000年6月26日，重庆市人民政府（渝府[2000]131号）批准同意合川市人民政府驻地由合阳城苏家街31号迁至南津街中南村。
2000年，合川市辖6个街道、50个镇、8个乡。
2001年6月5日，重庆市人民政府同意合川市将原有的50个镇、8个乡、6个街道办事处调整为36个镇、3个街道办事处。调整后，乡镇平均面积由调整前的37.7平方千米扩大至60.7平方千米，乡镇平均人口由调整前的2.2万人增至3.6万人。
2002年，合川市辖3个街道办事处、36个镇，95个居委会、529个村委会。年末户籍总人口150.99万人，其中非农业人口26.32万人。
2005年4月19日，重庆市人民政府《关于合川市行政区划调整方案的批复》同意合川市将36个镇、3个街道办事处调整为27个镇、3个街道办事处。
2006年2月23日，根据重庆市人民政府《关于合川市部分村跨镇调整的批复》又对合川市部分村进行了跨镇调整。
2006年10月22日，国务院批准：撤销合川市，设立重庆市合川区。以原合川市的行政区域为合川区的行政区域，合川区人民政府驻南津街街道。