史前時期，今蚌埠（含市區及所轄懷遠、五河、固鎮三縣，下同）地域為淮夷族聚居區。傳說大禹治水南下淮泗，路過今禹會區境內塗山娶塗山氏女為妻，並生啟（公元前21世紀，啟建立夏朝，為華夏第一代帝王）。
春秋戰國時期，今蚌埠曾分別為徐方、魯、宋、吳、越、楚等國邑地。
秦朝時期，秦王朝建立後實行郡縣制，今淮河南岸地域屬九江郡曲陽縣、鍾離縣等縣分領；今淮河北岸懷遠、蚌埠、固鎮、五河地域為泗水郡蘄、徐等縣分領。
南宋時期，至南宋寶祐五年（1257年），分鐘離縣（今鳳陽縣）置懷遠軍和荊山縣，轄今懷遠縣及蚌埠市區西部、固鎮縣一部，今蚌埠市區東部屬濠州鍾離縣；南宋鹹淳七年（1271年）始置淮安軍及五河縣。南宋、金對峙時期，今固鎮縣先為宿州蘄縣、靈璧縣及泗州虹縣分領，後為宿州、靈璧、荊山、五河等縣分領。
元朝時期，元至元二十八年（1291年），撤銷懷遠軍，改荊山縣為懷遠縣屬濠州（治今鳳陽），今蚌埠市區西屬濠州懷遠縣，東屬濠州鍾離縣；今固鎮縣為宿州及宿州靈璧縣、泗州五河、濠州懷遠縣分領。
明朝時期，明洪武年間，鍾離縣先後改為中立縣、臨淮縣，增設鳳陽縣；今蚌埠市區西屬鳳陽府懷遠縣，東屬鳳陽府鳳陽縣；今固鎮縣分屬鳳陽府宿州及鳳陽府懷遠縣、鳳陽府宿州靈璧縣、鳳陽府泗州五河縣、鳳陽府鳳陽縣。濠州先更名臨濠府後更名鳳陽府，全境均屬鳳陽府。
清朝時期，清沿襲明制全境屬鳳陽府，雍正年間泗州脫離鳳陽府，五河縣屬泗州，其餘均屬鳳陽府。其中鳳陽縣主簿衙門駐小蚌埠鎮，清同治二年（1863年），劃鳳陽縣馬村溝以西、懷遠縣席家溝以東、靈璧縣後樓為蚌埠獨立行政區，置三縣司，直屬安徽省鳳陽府。
1912年，中華民國成立，廢鳳陽府，懷遠縣、五河縣直屬安徽省。1914年，全境屬安徽省淮泗道（治鳳陽縣）。同時廢蚌埠三縣司，今蚌埠市淮河以北劃屬靈璧縣，淮河以南劃屬鳳陽縣；今固鎮縣仍為宿縣、靈璧、鳳陽、五河、懷遠等縣分領。1927年，南京國民政府成立，正式廢道，鳳陽縣、懷遠縣、靈璧縣、五河縣先後直屬安徽省。1929年初，蚌埠成立市政籌備處，翌年撤銷，仍屬鳳陽縣。1932年，懷遠縣、鳳陽縣先後改屬安徽省第四區、第四專區，五河縣先後改屬第七區、第六專區。1938年，鳳陽縣城由府城遷至蚌埠，同時蚌埠又為安徽省會（當時名為鳳陽縣蚌埠鎮）抗日戰爭勝利後，懷遠縣改屬安徽省第十專區，鳳陽縣先後改屬安徽省第九專區、第五專區，五河縣屬安徽省第四專區。1946年11月，蚌埠成立市政籌備處。1947年1月1日，蚌埠正式設市，脫離鳳陽縣（府城又重新作為鳳陽縣城），轄原屬鳳陽縣的淮河以南部分地區和淮河以北小蚌埠地區，直屬安徽省，為安徽省第一個設市的城市。
1949年1月20日，蚌埠解放。10月1日新中國成立後，蚌埠市屬皖北人民行政公署。懷遠縣、五河縣屬皖北人民行政公署宿縣專區。
1952年4月，蚌埠市直屬安徽省。1956年，宿縣專區、滁縣專區合併為蚌埠專區。蚌埠市、懷遠縣、五河縣屬蚌埠專區。
1961年，撤銷蚌埠專區，重新設立宿縣專區，懷遠縣、五河縣屬宿縣專區，蚌埠市由安徽省直轄。1964年，由宿縣、靈璧縣、懷遠縣、五河縣銜接處各一部，析置固鎮縣，屬宿縣專區。
1971年，宿縣專區更名為宿縣地區，懷遠縣、五河縣、固鎮縣屬宿縣地區。
1983年7月，懷遠縣、五河縣、固鎮縣由宿縣地區劃歸蚌埠市。
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