相傳神農(nóng)時，伊川縣地域即有一國之稱，唐堯時稱伊侯國，虞舜時稱伊川。伊川縣地域的西南大部（今城關(guān)、鴉嶺、常川、高山、平等、鳴皋、酒后、葛寨、白元、水寨、彭婆等鄉(xiāng)鎮(zhèn)），夏代稱豫州伊闕地，周襄王時名伊川，戰(zhàn)國時稱伊闕，后改新城。漢惠帝四年（前191年）置新城縣，屬三川郡，后三川郡改為河南郡。晉，河南郡改河南尹，領(lǐng)陸渾、新城二縣。東魏改新城縣為伊川郡。隋開皇初，郡廢，改置伊州，又廢洛陽郡，析置伊川縣。大業(yè)初，伊川縣并入洛陽縣。宋初，置伊陽、伊闕兩縣，屬河南府。熙寧時，廢伊闕縣為鎮(zhèn)，并入伊陽縣。紹興九年（1139年），改伊陽縣為順州，后改順州為嵩州。明朝，伊川縣南部屬嵩縣，清沿明制。伊川縣地域的東部（今江左、呂店、半坡、白沙等鄉(xiāng)），夏時名輪國，春秋時曰輪氏，屬鄭國。戰(zhàn)國時復為輪國，屬韓地。東漢章帝時設(shè)輪氏縣。北魏，改輪氏縣為潁陽縣，后析潁陽縣西部置堙陽縣。后堙陽縣改武林縣，又改輪氏縣，大業(yè)初并入嵩陽縣。唐睿宗時，分登封、伊闕、河南三縣各一部建武林縣。開元年間，改武林縣為潁陽縣。元興定元年（1218年）潁陽縣西部（今江左、白沙等鄉(xiāng)）歸洛陽縣，直至民國初。民國16年（1927年），析洛陽、登封、伊陽（今汝陽）、臨汝（今汝州市）等縣各一部，置自由縣；析洛陽、嵩縣、伊陽、宜陽等縣各一部，置平等縣。民國21年（1932年），平等、自由兩縣合并，成立伊川縣。伊川縣成立后，原臨汝縣劃給自由縣部分，仍歸臨汝縣。原伊陽縣劃給自由縣部分，仍歸伊陽縣。為便于對龍門山的管理，又將魏灣劃歸洛陽縣。1945年2月，劃伊河以西，龍門山以南，嵩縣田湖以北的伊川地區(qū)及宜陽縣的石、南留、白楊等地，成立伊西縣�？谷諔�(zhàn)爭勝利后撤銷。1947年8月，析伊川縣伊河西部與宜陽縣之穆冊、趙堡、城關(guān)、程屋、白楊諸鄉(xiāng)成立宜南縣；又劃伊陽縣之陶營、蔡店、蟒莊一帶歸伊川縣�！�

1949年2月，撤銷宜南縣，原屬伊川縣之鴉嶺、平等、鳴皋諸區(qū)復歸伊川，蔡店、蟒莊一帶仍屬伊陽。伊川、伊陽兩縣各恢復原轄區(qū)，均屬洛陽專區(qū)。1960年3月，嵩縣的田湖、閻莊、黃莊、寺莊、城關(guān)5個人民公社及橋頭牧場劃歸伊川縣。1961年9月，原嵩縣的5個公社及橋頭牧場復歸嵩縣。1986年2月，洛陽地區(qū)撤銷后，伊川縣歸洛陽市管轄。