汉高祖二年（公元前205年）置荡阴县，因位于荡水（现汤河）之阴得名。荡原为古国名，因荡水流经古荡国得名。东魏天平初（534年）并入邺。隋开皇六年（586年）复置，十年并入安阳。唐武德四年（621年）置荡源县，治荡阴城（今城关镇）。贞观元年（627年）以水微温，改荡水为汤水，改荡源县为汤阴县。
金属彰德府，元属彰德路，明清属彰德府。民国初期属河北道。1932年属河南省第三行政督察区专员公署。1949年10月属平原省安阳专区。1952年末属河南省安阳专区。1954年9月，撤销淇县，并入汤阴县。1962年，淇汤分治。1980年属安阳地区。1983年属安阳市。
1980年，城关公社复改镇。1983年12月，9个公社改为乡。1987年，宜沟、菜园、任固、五陵4乡改镇。至此，全县辖5个镇、5个乡：城关镇、菜园镇、五陵镇、宜沟镇、任固镇、白营乡、瓦岗乡、韩庄乡、伏道乡、古贤乡。县政府驻城关镇。
2000年第五次人口普查，汤阴县总人口432806人，其中，城关镇61971人、菜园镇49367人、任固镇46371人、五陵镇41995人、宜沟镇54796人、韩庄乡39252人、白营乡33557人、古贤乡30216人、瓦岗乡33214人、伏道乡42067人。
2005年末，汤阴县辖5个镇、5个乡：城关镇、宜沟镇、菜园镇、五陵镇、任固镇、韩庄乡、白营乡、古贤乡、瓦岗乡、伏道乡。（297个行政村）
2010年第六次人口普查，汤阴县常住总人口430803人，其中，城关镇72046人，菜园镇45839人，任固镇46701人，五陵镇37959人，宜沟镇54899人，韩庄乡43320人，白营乡32842人，古贤乡27788人，瓦岗乡28767人，伏道乡40642人。
2011年，县政府迁至人民路中段；白营乡、伏道乡撤乡设镇，全县辖7个镇、3个乡，共有298个行政村，1686个村民小组。
2013年，撤销韩庄乡，设立韩庄镇（豫民行批〔2013〕19号）；撤销古贤乡，设立古贤镇。2015年末，汤阴县辖9个镇、1个乡（合计10个），共有6个居委会、297个村委会（合计303个）。
