圖中虛線範圍為當代綿陽市的行政區劃範圍。從圖中可看，當時的北川、平武一帶屬於白馬羌的活動區，並未納入秦朝的統治轄區內。而綿陽市區、江油、三臺、鹽亭、梓潼、安州等地均屬蜀郡管轄。在秦朝的可考資料裡，並沒找到此時綿陽境內有縣級及以上的行政機構。
西漢時設置廣漢郡，此時綿陽地區基本屬廣漢郡管轄。其治所先在乘鄉（不可考，有多種說法），後遷至梓潼（同今）。而西漢時是郡縣二級制，這時的梓潼相當於現在的省會城市。涪縣也是在西漢初年設置，是如今綿陽市區行政建制的起源。
東漢時廣漢郡治先移至涪縣（今綿陽市城區），後再遷到了雒縣（今德陽廣漢）。同時新置廣漢蜀國，用於管理當地少數民族。
到了蜀漢時期綿陽地區基本被四分。陰平郡管轄平武一帶，汶山郡管轄北川一帶，東廣漢郡管轄三臺、鹽亭，綿陽市區、安州、梓潼、江油受梓潼郡管轄。梓潼郡由劉備所置，是綿陽地區本土誕生的第一個二級行政單位，此外梓潼郡還管轄著如今的廣元市地區。
西晉統一後行政區劃變化不大，梓潼郡依然佔著綿陽地區主體位置，梓潼縣依然是這一帶的政治中心。
西魏廢帝二年 (公元553年) 置潼州，治所巴中縣（涪縣更名而來），這個潼州便是如今綿陽市行政建制的起源。隋朝統一後潼州先改名綿州，再改名為圖中的金山郡。巴中縣為避隋文帝父親楊忠諱，也改名成巴西縣。此時的綿陽地區如圖被五分，圖中的郪縣為如今的三臺縣，江油縣此時在如今的平武縣南壩鎮，還沒遷移到今址來。
唐朝與隋朝變化不大，主要是改名。綿州管轄綿陽市區、江油、安州以及德陽羅江，梓州管轄三臺、鹽亭以及遂寧射洪，劍州管轄梓潼，龍州管轄平武和廣元青川，茂州管轄北川大部分地區。
宋朝的變化在於綿州基本管轄了如今的北川大部分地區。
到了元朝統一後，綿陽地區被三分。主體併入潼川府，治所在悽縣（今三臺縣），綿陽城區、三臺、鹽亭、江油均屬其管轄。梓潼、平武屬廣元路管轄，安州、北川屬成都路管轄。
到了明朝基本被四分。保寧府管轄梓潼，潼川州管轄鹽亭、三臺，龍安府管轄平武、江油，綿陽市區、安州、北川屬成都府管轄。
到了清朝，綿州終於重新復置成二級行政單位，不過管轄區域僅有綿陽市區、梓潼、安州、北川部分、德陽市區、德陽羅江、德陽綿竹等地。
民國初年，綿陽地區分屬西川道和嘉陵道。也是在這個時期，以治所在綿山之陽故，改綿州為綿陽縣。
圖為建國初1953年的綿陽專區行政區劃圖。後1958年遂寧專區撤銷，遂寧、蓬溪、潼南、中江、三臺、射洪、鹽亭七縣劃入，最多時的綿陽專區領有二十一縣。
隨著後來德陽市、廣元市、遂寧市的成立，逐漸成如今的行政區劃。關注一下可查看更多系列圖集，您的支持是作者更新的動力。