郯城建置，始于郯国。郯国建于何时，史无确载，能见史籍最早记载是《春秋》。战国时期（公元前475—221年），郯国被越所灭，其境入越，楚灭越，其地属楚。公元前221（始皇26年），秦并吞六国，设置郯郡。但不在初设三十六郡之列，属秦末增置十郡之一。其辖境北近临沂，南至长江以北的扬州、泰州，东濒东海，西南到洪泽湖一带。西汉时始置郯县，隶属东海郡。东汉（公元25—220年）时期，基本沿承旧制。魏晋南北朝时期，三国魏黄初年间（公元220—226年），东海郡称东海国，郯县隶属关系仍旧。晋时，郯县属东海郡（国），郡（国）、县治所仍置郯。自公元420年刘裕称帝，国号宋，始分南北朝，至隋文帝扬坚完成统一的160余年中，郯城隶属关系亦较复杂。后魏武帝八年（公元550年）改东海为郯郡，治郯。北齐时，郯郡、县俱废。东海郡治所移至今江苏省连云港处。郯地置郯城戌（出自《北周地理志》），此为“郯城”首见于史书。北周大象元年（公元579年），郯，郡、县并复，隶邳州。隋初，改郡为州。开皇初，郯郡废，郯县隶属泗州。隋炀帝于大业三年（公元607年）又改州为郡，泗州改为下邳郡，郯县又隶下邳郡。唐初，改郡为州。武德四年（公元621年），郯县属泗州（前为下邳郡）。贞观元年（公元627年），省入下邳，称郯城乡，“郯城”作为政区名，始见于此时。元和间（公元806—820年），复置县时，遂以乡名为县名，称郯城县。而后又省入临沂县，仍称郯城，隶属河南道、沂州。

郯城县，自唐后期入临沂县，历经五代十国、宋、金，直至元前期，从未复县，其县原治所称“郯城”。在此长约五百年的时期内，其境域所属，随临沂县而易。五代时期，因沿袭唐朝旧制。宋时，熙宁七年（1074年），郯境属京东东路、沂州。金时，宋在山东地区所建的京东东路，京东西路，现名为山东东、西二路。郯境，此时属山东东路、沂州。元代后期复置，隶属益都路、沂州。明代，隶属山东布政司兖州府沂州。

清承明制。雍正二年（1724年），兖州府之沂州划属直隶州。十二年（1734年），升沂州为府，隶沂州府。

民国二年（1913年），裁府置道，山东省改设四道，郯城县隶属济宁道。民国十七年（1928年）道废，郯城县直属山东省政府，民国二十五年（1936年），郯城县隶属山东省第三区督察专员公署。其间，县境内区划，均以区、乡或保为名，虽有增减，变动不大。

1940年1月，八路军攻克郯城，建立了郯城县抗日民主政府，隶属鲁南行政专员公署。同年10月，郯城复为日军侵占。1941年2月，县政府撤消。1942年4月，马陵办事处（县级政权）建立，隶属滨海专署。1943年1月郯城大捷后，马陵办事处改称郯城县人民政府，隶属关系未变。同年10月隶属滨海专署二行署。不久日军又侵占郯城，1945年夏光复，建立了郯城县人民政府。1947年初，郯城被国民党占领，计一年又十个月，此间，人民政府区同1945年，国民党政府区按民国初年设置，后改为23乡2镇。1948年11月，郯城县全境解放。隶属鲁中南行署第六专署。1950年5月隶属临沂专署。1956年1月，郯城县人民政府改为郯城县人民委员会。1968年2月，又改为郯城县革命委员会。1981年6月，复名为郯城县人民政府，隶属临沂地区行政公署。1994年12月，隶属地级临沂市。郯城县现辖郯城街道1个街道，马头、重坊、高峰头、李庄、杨集、庙山、港上、胜利、红花、泉源、花园11个镇和归昌乡1个乡。