夏代（公元前21世紀～前16世紀）和商代（前16世紀～前11世紀），隸屬古雍州，先後為當時的屬國扈、華原、豳的領地。
周代（前11世紀～前771年）隸屬豳邑。
春秋戰國時代（前770～前221），為秦國的領地。秦厲共公二十一年（前456），設置頻陽縣（縣治在今富平縣薛鎮），轄今銅川。另據《史記·秦本紀第五》註文引用的《括地誌》載：“頻陽故城，在雍州同官縣界，古頻陽縣城也。”
秦代（前221～前206），隸屬內史地。
西漢景帝二年（前155），開始設置祋祤縣。縣治在今耀縣城東約半公里的河東堡，歸左內史統轄。當時，除今印臺區焦坪一帶隸屬上郡漆垣縣外，其餘大部分隸屬於祋祤縣。
西漢太初元年（前104），左內史改為左馮翊。祋祤縣隸屬左馮翊。
新莽（公元9～24）時，祋祤縣改屬列尉大夫。後，祋祤縣制撤銷。
東漢永元九年（97），又設置祋祤縣，隸屬左馮翊。
三國魏（220～265）時，今甘肅省寧縣境內的泥陽縣僑置於祋祤縣，祋祤縣遂被撤銷。泥陽縣隸屬雍州北地郡，郡治在今耀縣縣城。
西晉（265～316）時，銅川地區從泥陽縣分出，劃入馮翊郡頻陽縣。
十六國前趙（304～329）時，銅川地區隸屬豳州北地郡。郡治在今耀州區。
十六國前秦（350～394）和後秦（384～417）時，銅川地區隸屬北地郡。前秦在今印臺區城關濟陽寨設置銅官護軍。
北魏太平真君七年（446），設置銅官縣，縣治在今市印臺區王益鄉高坪村附近，隸屬雍州北地郡；撤銷銅官護軍，其地併入土門護軍。景明元年（500），撤銷頻陽縣，分割銅官縣部分地區，連同今富平縣東北部分地區，設置土門縣，隸屬雍州北地郡。永安元年（528），土門縣改屬宜君郡。孝武帝（532～534）時，另置黃堡縣，隸屬雍州宜君郡。
西魏（535～556）時，沿襲銅官縣、土門縣建制。銅官縣屬宜州宜君郡，土門縣屬宜州通川郡。
北周建德四年（575），銅官縣改名同官縣，隸屬宜州。土門縣建制保留。
隋代（581～681），沿襲同官縣、土門縣建制。開皇二年（582），改宜君郡為宜州，同官縣隸屬該州；大業二年（606），改屬雍州；後屬京兆郡。大業二年（606），撤銷土門縣，其地併入華原縣；後恢復土門縣建制，隸屬京兆郡。
唐代（618～907），沿襲同官縣建制。武德（618～626）年間，隸屬宜州。貞觀十七年（643），改屬雍州。是年，撤銷土門縣建制。貞觀二十一年（647），唐太宗決定將坐落在宜君縣西南山谷的仁智宮改名為玉華宮（在今郊區金鎖鄉玉華村），並將宜君縣治遷駐於此，縣屬雍州。永徽二年（651），宜君縣與玉華宮同廢。天授二年（691），同官縣改屬宜州。大足元年（701），撤銷宜州，同官縣改屬雍州。天覆（901—903）年間，為北方割據政權岐的領地。
五代（907～960），先後為後梁（907～923），後唐（923～936）、後晉（936～946）、後漢（947～950）、後周（951～960）的領地。後梁開平三年（909）三月，同官縣由京兆府改屬同州。後唐同光三年（925）七月，改屬耀州。後晉、後漢、後周時屬耀州。
北宋（960～1126），同官縣隸屬永興軍路耀州。
金代（1115～1234），同官縣隸屬京兆府路耀州。
元代（1206～1368），同官縣隸屬陝西行中書省奉元路耀州。
明代（1368～1644），同官縣隸屬陝西布政使司關內道西安府耀州。
清代（1636～1911）初年，同官縣隸屬陝西布政使司西安府耀州。雍正三年（1725），耀州改為直隸州，同官縣隸屬該州。後同官縣隸屬西安府。
民國初期，同官屬西安府。2年（1913），屬陝西省關中道。16年（1927），屬關中區。是年，按照人口、土地面積、經濟、交通等狀況，同官被釐定為三等縣（共為三個等級）。25年（1936）7月，屬陝西省第七行政督察區。29年（1940）初，屬第三行政督察區。是年，同官被釐定為五等縣（共為六個等級）。33年（1944）4月，屬第二行政督察專員公署。35年（1946）7月，同官改稱銅川。36年（1947）10月，屬第三行政督察專員公署。
1948年5月，根據中共路東工委指示，成立同官縣政府，歸屬陝甘寧邊區政府領導；11月，歸屬關中分區行政督察專員公署領導。縣政府駐阿莊小莊村。管轄範圍大體包括今紅土、阿莊、廣陽等地。
1949年2月20日，銅川縣解放，成立同官縣軍事管制委員會，同官縣政府遷入縣城。在國民黨軍隊進犯的情況下，3月15日，縣級機關及其工作人員撤離縣城。4月28日，全縣收復。5月1日，同官縣政府遷入縣城辦公。5月20日，關中分區行政督察專員公署改為三原分區行政督察專員公署，同官縣歸其領導。7月7日，縣名改稱銅川。
1950年5月1日，三原分區行政督察專員公署撤銷，銅川縣改屬咸陽分區行政督察專員公署。
1953年1月20日，撤銷咸陽分區行政督察專員公署，銅川縣改屬省人民政府直接領導。
1958年4月5日，國務院決定：撤銷銅川縣建制，成立銅川市，歸省管轄。6月13日，銅川市人民委員會正式辦公。11月1日，中共中央批准：撤銷富平縣、耀縣建制，將富平縣、耀縣的行政區域及宜君縣的部分地方併入銅川市。1961年8月，中共陝西省委通知：恢復富平縣、耀縣建制，銅川市改屬渭南行政督察專員公署管轄。調整後的銅川市人民委員會從9月1日起正式辦公。
1966年8月1日，銅川市改為省轄市。
1980年1月1日經省批准，銅川市下設城區、郊區2個縣級區，將耀縣及蒲城縣所屬廣陽、高樓河、阿莊、肖家堡4個公社劃歸銅川市管轄。
1983年10月20日，宜君縣劃歸銅川市管轄。
2000年2月，銅川市城區更名為銅川市王益區，銅川市郊區更名為銅川市印臺區。
2002年10月，撤銷耀縣，設立銅川市耀州區。此後，銅川市下轄3個區1個縣：耀州區、王益區、印臺區、宜君縣。
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