从公元69年开始，镇沅隶属东汉永昌郡哀牢地，镇沅位于澜沧江流域以东地带，其地有濮子部。

东汉光武帝建武二十七年（51年）哀牢部落酋王贤栗遣使内属。东汉王朝于是封他为“君长”，并把益州郡所属六县划出成立“益州西部属国”，即后来历史上著名的“哀牢古国”。

东汉明帝永平十二年（69年），柳貌继承王位为第二代哀牢王，派其子献国于东汉，其时哀牢共有5万户、55万余人，内附东汉，哀牢古国正式归属中央政权，这也是镇沅正式归属中央政权的标志。

东汉政府以益州六县与哀牢地设立永昌郡，以哀牢王为部族君长，另派官吏进行行政管理。东汉时，永昌郡为全国第二大郡。

蜀汉时期，镇沅属于云南郡。

蜀汉建兴三年（225），诸葛亮南征，平定南中益州、牂牁、越嶲、永昌四郡后，为巩固蜀国对南中统治，诸葛亮集中力量恢复郡县制度，将原南中五郡调整为键宁、朱提、云南、永昌、兴古、越嶲、牂牁七郡。

在边疆少数民族集居区域加密设治，中原汉族政治、经济、文化影响逐渐向西南边疆推移。《中国历史地图集》载：永昌郡辖境划出部分区域新扩拓郡县。普思沿边区域仍属永昌郡南部地区，在这次新扩拓郡县中还未直接设治。

晋朝时期，镇沅属于宁州云南郡。

由于土著反抗，云南西南部，包括镇沅在内，在当时已经“有名无民”。

晋初，改庲降都地置宁州，云南郡属宁州。泰始六年270，云南郡领县增加云平、永宁两县，一共9县。永嘉五年(310)分云南郡之叶榆县设东河阳郡。建始年间又分云南郡之蜻蛉，弄栋2县归兴宁郡，至此云南郡领云南、东姑复、西姑复、云平、邪龙5县。咸和八年(333)蜀李雄占据宁州，立建宁国，云南郡属建宁国。建元元年(343)，李氏置汉州，云南郡属汉州。

东晋至梁朝时期，镇沅属爨氏政权管辖。当时，在建制上依旧属于宁州云南郡。

从陈朝到唐朝前期，云南西南部，包括镇沅在内的地区，脱离中央政权的管辖，完全成为化外之地，为濮族诸部所居。

东晋后期长期纷乱，西南爨氏乘机霸占南中(西南地区)，自袭宁州刺史，历晋末，南、北朝至隋初，袭西晋旧制，云南郡属爨西地。

公元317年司马睿称帝，建东晋，东晋初年，由内地迁至云南的爨（音窜cuan）势力逐渐强大，爨琛自主为王，统治滇池地区，爨氏历统治400多年，把滇池地区称作昆川（或昆卅），并与隋、唐王朝保持经济文化联系。

从东晋后期到唐朝前期，云南大部（或东部）都属于爨氏政权的统治。隋朝及唐朝前期，云南东部虽然短暂地并入中央政权，但是云南西部包括镇沅在内却并没有被并入中央政权的管辖范围。

南诏时期，镇沅称为柳追和城，属于银生节度地宋金齿部地管辖。

南诏政区为六赕，八节度。其赕为重镇，节度为外府。

八节度即：云南、拓东、宁北、铁桥、永昌、开南、银生、丽水。开南节度管辖：威远城（景谷）、柳追和城（镇沅）、奉逸城（普洱）、利润城（勐腊）内有盐井一百多所，派兵驻守。银生节度管辖：“茫乃道（景洪）并黑齿等类十部落皆属焉”。

乾符六年（879年）《新唐书、南诏传》载：“有十赕、六节度、二都督。”其间，开南节度并于银生城，据《中国历史地图集》，银生节度辖：银生城（景东）、开南城（文井）、威远城（景谷）、奉逸城（普洱）、利润城（勐腊）、柳追和城（镇沅）、茫乃道（景洪）、通蹬川（墨江）、河普川（江城）、羌浪川（越南莱州）、送江川（临沧境内）、邛鹅川（澜沧）、林记川（缅甸孟艮）。

镇沅在大理国时期属威楚府，后期属蒙舍镇统领。

大理国定都羊苴咩城，其政治中心在洱海一带。疆域大概是云南省， 贵州省，四川省西南部，缅甸北部地区，以及老挝与越南的少数地区。政区与南诏相当，东至普安路之横山（ 今贵州普安），西至缅甸之江头城（今缅甸杰沙），南至临安路之鹿沧江（今越南莱州北部的黑河），北至罗罗斯之大渡河，相当于云南省面积的2.9倍。

元朝时期，镇沅称为干远州。元朝初期，隶属大理总管府景东千户府；元朝中后期，隶属景东府。

云南在大理五个区域基础上设立五个总管府，即大理总管府，善阐总管府、北路总管府、中路总管府、南路总管府。总管府下视其人户势力大小设万户、千户、百户递相统辖，总计有万户府十九个。其间，大理总管府下设景东千户府辖开南州（文井）、干远州（镇沅）；南路总管府下设元江万户府辖他郎（墨江）二千户所。

至元十三年（1276年）云南行中书省建立，“云南”正式作为省级行政区域名称，治所从大理迁至昆明，为当时全国十一省之一。省下设路、府、州、县。在边疆民族地区路、府以下设置部族首领政权，实行“以土官治土民”的土司制度，封赠各民族首领以宣慰使、宣抚使、安抚使、诏讨使、长官等职，并在各少数民族聚居府、州、县，设立土知府、土知州、土知县等土官职，使之对本民族实行直接统治。中央王朝只要控制土长酋首，就可以实施有效统治。

元朝建置《元史、本纪》载：“至元三十一年（1294年），云南行省所定路、府、州、县：上路二、下路十一，下州四十九，中县一，下县五十。”

今普洱市境内，景东府辖开南州（文井）、威远州（景谷）、干远州（镇沅）；元江府辖马笼他郎长官司、因远罗必甸长官司，普日部（宁洱）、思摩部（思茅）、步腾部（普文）、步竭部（宁洱境内）、设栖部（元江墨江间）、你陀部（元江墨江间）、罗丑部（普洱西部）、罗佗部（宁洱西南）、台威部（景洪北部）、台阳部（小勐养）；顺宁府辖木连路；车里总管府辖木来府（勐海）。

另一种说法是：镇沅为威远蛮栅府地，属于元江路。

明朝洪武三十五年（建文四年公元1402年）十二月置镇沅州。镇沅建制始见于此。

明朝永乐四年（公元1406年）四月升为镇沅府，隶云南布政使司，设者乐甸长官司、露谷寨长官司，辖今镇沅、景谷一带。

明朝建置《明史、地理志》载：“云南承宣布政使司，领府五十八、州七十五、县五十五、蛮部六。后领府十九，御夷府二、州四十、御夷州三、县三十、宣慰司八、宣抚司四、安抚司五、长官司三十三、卸夷长官司二。”

今思茅境内，景东府辖威远州（景谷）；镇沅府辖禄谷长官（恩乐）、者乐长官（新抚）；元江府辖他郎寨长官司（墨江）、普日长官司（宁洱）、思摩甸长官司（思茅）、钮兀长官司（江城）；顺宁府辖孟连长官司（孟连、澜沧、西盟）；车里宣慰司。

清朝，顺治十五年（1658年）清兵入滇改明代承宣布政使司为云南行省，设总督。省以下为道、府、州、县，由知府、知州、知县执掌政事。之外另创厅制，厅有直隶厅、散厅二种，官制略同，直隶厅直接隶属于省，散厅隶属于府。

云南行政区划《清史稿、地理志》载：“领府十四，直隶厅六、直隶州三，厅十二、州二十六，县四十一。又土府一、土州三、土司十八。”

清雍正五年（1727年）者乐甸长官司改置恩乐县，隶属镇沅府。

乾隆三十一年（1766年）于普洱府添设迤南道，道府同成。迤南道为兵备道，加兵备衔，稽查弹压与边防事宜，领普洱府、镇沅府、元江府、临安府。

乾隆三十五年（1770年）镇沅府降为直隶州，镇沅府属威远厅改由普洱府管辖。

道光二十年（1840年），镇沅直隶州改为镇沅直隶厅，撒销恩乐县并入镇沅直隶厅，厅治同时迁驻恩乐。

民国元年（公元1912年）废厅改为镇沅县，移治于旧治按板井，隶属普洱道尹。

民国30年（1941年）2月，云南省第一区行政督察专员公署在宁洱建立，其辖区为宁洱、思茅、景东、景谷、镇沅、六顺、江城、澜沧、缅宁、双江、车里、佛海、南桥13县；宁江、沧源2设治局。民国31年（1942年）改为云南省第四区行政督察专员公署，其辖区未变。

民国35年（1946年）改为第七区行政督察专员公署，其辖区为宁洱、思茅、江城、镇越、车里、佛海、南桥、宁江、六顺、澜沧10县。墨江、镇沅、景东县属云南省第六区行政督察专员公署辖区。景谷县属云南省第九区行政督察专员公署辖区。

1949年8月，中国人民解放军滇桂黔边区纵队第九支队四十一团解放了镇沅县城按板井。

1949年10月16日建立了镇沅县临时人民政府，隶宁洱专区（1953年改为思茅专区）。

1954年，改为镇沅县人民委员会，因地方狭窄，县城移驻下观音。

1959年1月1日，撤销镇沅县建制，并入景谷县。其中：新抚公社划归墨江县，德安公社划归普洱县，者东公社划归新平县，恩乐、文龙公社划归景东县。

1961年3月1日，恢复镇沅县建制，辖勐大、振太、里崴、杏城、田坝、古城、恩乐、文龙公社。12月15日，者东公社从新平县划回镇沅。

1990年2月3日，经国务院批准，撤销镇沅县，设立镇沅彝族哈尼族拉祜族自治县，辖11个乡（镇），110个行政村（办事处）。

1993年11月17日，经国务院批准，县城又移驻恩乐。