設縣前，今云夢縣境夏、商屬荊州；西周至春秋前期屬鄖國；戰國時屬楚國安陸縣；秦代至西漢初，屬南郡安陸縣；漢武帝元獰二年（前121）析南郡、衡山郡置江夏郡，屬江夏郡安陸縣，直至南朝劉宋初年（420）；南朝劉宋孝武帝孝建元年（454）分江夏郡立安陸郡，屬安陸郡安陸縣。

從秦設郡、縣以后，今云夢縣境上屬兩漢、兩晉的江夏郡治一直云夢古城；自戰國中后期至南朝劉宋孝武帝孝建元年，古安陸縣治所也一直在云夢古城。

北朝西魏大統十六年（550），從古安陸縣析出南部設置云夢縣。

北朝北周時期，隸屬鄖州總管府安州安陸郡。

隋朝大業初（605）廢郡，云夢縣隸屬安州總管府安州。

唐代，云夢屬淮南道安州。

其間于武德四年（621）省云夢入應城，不久恢復舊置；貞觀八年（634）省應城入云夢；憲宗元和三年（808）省應城、孝昌入云夢，至大和二年（828）應城歸復縣制，咸通（860-874）年間孝昌亦復歸舊置。

宋太祖建隆初年至趙昺祥興二年（960-1279），云夢先后隸屬荊湖路安州、荊西路安州、荊湖北路德安府。

期間于北宋熙寧二年（1069），省云夢為鎮并入安陸縣，元佑元年（1086）復立云夢縣。

宋宣和元年（1119）升安州為德安府，云夢縣隸屬德安府。

元朝年間，縣屬荊湖北路河南江北行中書省德安府。

明初湖北州縣編定里甲，云夢始此明晰縣界，定編3鄉5.5里。

東南曰石羊鄉、西曰於菟鄉、北曰感化鄉，隸屬湖廣布政司武昌府德安州，后改屬德安府。

洪武十年（1377）析應城入云夢三年。

明崇禎十六年（1643）李自成起義軍在湖北建立政權，改云夢縣為固州。

清順治二年（1645），清軍占領后復立云夢縣，縣轄3鄉6里72會，3鄉為北部於菟鄉、中部石羊鄉、南部感化鄉。

中華民國建立后，廢府設道，云夢縣于1913年-1926年屬湖北省江漢鄂東道。

1926年廢道，直隸于省。

1932年湖北省設11個行政督察區，云夢縣屬第五區（區署駐隨縣），1936年起改稱第三區。

1940年2月屬豫鄂邊區公署，1941年6月屬湖北省鄂中專署，1946年6月屬鄂中專署云孝縣，1948年4月建立的云孝人民民主縣政府，隸屬中原解放區江漢區鄂中專署。

1949年8月起屬孝感專區。

1960年1月4日國務院批準，撤銷孝感專區，云夢縣隸屬武漢市。

1960年11月17日國務院批準，撤銷云夢縣，其行政區域并入安陸縣。

1961年4月24日，恢復孝感專區。

1961年12月15日國務院批準，恢復云夢縣，以原云夢縣并入安陸縣的行政區域為其行政區域，隸屬孝感專區。

1970年改屬孝感地區。

1993年4月10日，《國務院關于湖北省撤銷孝感地區設立孝感市（地級）的批復》國函〔1993〕46號，撤銷孝感地區和孝感市（縣級），設立孝感市（地級），云夢縣劃歸孝感市，隸屬孝感市至今。