汉、晋时属广汉郡新都县东地、雒县东南地及犍为郡牛县西地。东晋安帝义熙九年（公元413），晋将朱龄石伐蜀后，于东山立金渊戍扼成都东部门户，戍所在今县治东南淮口镇州城村，以江水产金沙得名。
南北朝时，县境为新都、雒、牛三县之属地。西魏废帝二年（553年，即梁元帝承圣二年），于金渊戍所建置金渊郡，割新都县、雒县、牛鞞县的部分地区置金渊、白牟二县，隶属金渊郡。郡治与金渊县治同城,驻州城村；白牟县治驻城厢镇（今成都市青白江区）。
北周时（557～581）废金渊郡及白牟县并入金渊县。唐武德元年（618），因避讳唐高祖李渊改金渊县为金水县，隶属益州。三年（621），改隶简州。唐高宗咸亨二年（671）割新都、雒、金水三县的部分地区建置金堂县。以县内有金堂山而得名，隶属益州。武后重拱二年（686），改属汉州。县治驻今赵镇新生村。
唐朝末至五代时期，金水县与金堂县先后属前蜀、后唐、后蜀版图。金水县隶属简州，金堂县仍属汉州，各县治驻址未变。宋乾德三年（965）灭后蜀，五年（967）于金水县地立怀安军，隶西川路，管辖金水、金堂二县。1057，因金堂县城被洪水冲毁，县治迁往白牟县治所城厢镇（今成都市青白江区）。
元世祖至元十三年（1276），怀安军改置怀州，隶属成都路，仍辖金水、金堂二县；同年，省金水县入怀州；二十年（1283），又省怀州入金堂县,县治仍驻城厢镇。明洪武十年（1377）五月，金堂县并入新都县；明洪武十三年（1380）复置金堂县，县治仍驻城厢镇。其后，在明朝、清朝、民国时期，县境版图无大的变化。
1949年12月27日金堂县解放。
1950年10月28日，金堂县治由城厢镇迁至赵镇玉龙街25号驻地。
1950年初，县隶属绵阳专区；1953年7月起隶属温江专区。
1958年3月14日，新都县的华严乡和永乐乡第三村划归金堂县管辖。
1959年12月10日，华严、大同两个人民公社划归成都市管辖。
1977年9月24日，经国务院国发[1977]104号文件批准：金堂县划归成都市。
1980年12月17日，成都市人民政府将金堂县城厢镇、太平二区的一镇、11个人民公社划归成都市青白江区管辖。