先秦时期，属古滇国地。
汉元丰二年，置俞元县，属益州郡。
唐贞观八年，置绎县，属黎州。
南诏时，称量水州。
唐宪宗上元元年，南诏向东兼并黎州等河阳郡属下有江川县。
大理国时，属步雄部。
元宪宗六年，改为千户所，属罗伽万户府。
元十三年，设江川州，领双龙县。
元二十年，降州为县，属澄江路，此后历代相沿称江川县。
明崇祯七年，县治由古城迁至江川驿。
民国初年，江川属滇中道，治所在今蒙自，又称蒙自道。
1930年，江川为第三督察区。
1950年10月，县城从江城迁大街，属玉溪地区。
1958年10月，并入玉溪县。
1961年11月，再设江川县至今。
1984年，全县辖1镇、11个区，69个乡。1996年，全县面积850平方千米，人口约23万人，彝、哈尼等少数民族占5.6%，辖7镇5乡：大街镇、江城镇、龙街镇、路居镇、前卫镇、九溪镇、伏家营镇、翠峰乡、后卫乡、大庄乡、雄关乡、安化彝族乡。县政府驻大街镇。
2000年第五次人口普查，江川县常住总人口257078人，其中：大街镇17871人，江城镇23915人，龙街镇23647人，前卫镇24035人，伏家营镇27944人，九溪镇24176人，路居镇26360人，翠峰乡18737人，后卫乡19696人，安化彝族乡8703人，大庄乡31609人，雄关乡10385人。
2000年末，江川县辖大街、江城、龙街、前卫、九溪、伏家营、路居7个镇和翠峰、安化（彝族乡）、后卫、大庄、雄关5个乡，73个村（居）委会。全县总人口25.62万人，其中农业人口22.88万人，非农业人口2.74万人。汉族和彝族是本县人口最多的两个民族。其中彝族人口有1.38万人，其他少数民族695人，少数民族人口占总人口5.68%。人口密度为每平方千米301人。
2001年12月3日，经省政府《关于江川县调整乡镇行政区划的批复》（云政复[2001]203号），同意江川县进行行政区划调整，撤销了翠峰乡、江城镇、龙街镇，设立江城镇；撤销了前卫镇、后卫乡，设立前卫镇；撤销了大庄乡、大街镇、伏家营镇，设立大街镇。行政区划调整后，江川县所辖乡镇由原来的5乡7镇调整为2乡5镇共7个乡镇。2001年末，全县辖5个镇、1个乡、1个民族乡：大街镇、江城镇、前卫镇、九溪镇、路居镇、雄关乡、安化彝族乡。
2006年末，全县辖5个镇、2个乡，69个行政村、3个社区，345个自然村，463个村民小组。总人口有84967户、268230人，其中农业人口237361人，占88.49%，非农业人口30869人，占11.51%。汉族和彝族是本县人口最多的两个民族。全县少数民族人口15854人，占总人口的5.91%。人口密度315.5人/平方千米。
2010年第六次人口普查，江川县常住总人口280889人，其中：大街镇86283人，江城镇70812人，前卫镇48166人，九溪镇26760人，路居镇28856人，安化彝族乡9160人，雄关乡10852人。
2011年，撤销大街镇，设立大街街道。调整后，江川县辖1个街道、4个镇、2个乡：大街街道、江城镇、前卫镇、九溪镇、路居镇、安化彝族乡、雄关乡。县政府驻大街街道。
2015年12月3日，国务院（国函[2015]208号）批复同意撤销江川县，设立玉溪市江川区，以原江川县的行政区域为江川区的行政区域，江川区人民政府驻大街街道宁海路34号。
