周為鄟(今臨沭城西南賀城一帶)等小國地,為魯之附屬。
春秋戰國先后屬魯、吳、越、楚。
西漢分屬東海郡利城、即丘、郯縣地。
隋分屬懷仁(今江蘇省贛榆縣)、臨沂、郯縣。
唐武德四年(621),自臨沂析置臨沭縣,屬河南道沂州瑯邪郡。
唐武德六年(623),臨沭縣撤銷,并入臨沂縣。
清代,屬山東布政司沂州府,雍正十二年(1734)分屬蘭山、郯城兩縣。
1912年后先后屬濟寧道、瑯琊道。
1936年,屬山東省第三行政督察區,北部為臨沂縣第五區,南部為郯城縣第五區;后郯五區析置郯六區、郯七區,隸屬郯城縣政府第二辦事處,駐地在今鄭山街道辦事處。
1940年1月,成立抗日民主政權郯東北第一辦事處,直屬魯南專區領導。
同年7月,改稱蒼馬辦事處,屬魯南專區第三行政區。
1941年6月,蒼馬辦事處改為臨沭縣,隸屬魯南專區第四行政區,后改屬濱海專區。
1950年5月,隸屬臨沂專區。
1956年3月撤縣,南部石門、大興、李莊、岌山4區劃歸郯城,北部玉山、蛟龍、青云、夏莊4區及鐘山區沭河以東部分劃莒南,鐘山區沭河以西部分劃臨沂。
1961年7月恢復臨沭縣,原劃郯城、莒南兩縣的區域復為臨沭縣政區,屬臨沂專區,治所夏莊。
1967年隸屬臨沂地區。
1995年4月屬臨沂市。