兰陵县历史悠久。自夏代少康中兴后，封其少子曲烈于鄫地（今向城镇鄫国故城）。春秋（公元前770—前476），公元前 567 年，鄫国为莒国所灭，后莒国被鲁国灭，鄫地为鲁国所辖，鲁国设有向、次室、蕨邑（今车辋附近）诸邑。前 553 年，鄫地属于鲁国次室邑管辖。 公元前 249 年楚灭鲁，属楚国，置兰陵县。秦朝，设郡县制。县境属东海郡，有缯（改鄫为缯）县、兰陵县、襄贲县。西汉，属徐州刺史部东海郡，县境有兰陵县、缯县、襄贲县。东汉，属徐州刺史部琅琊国缯国，东海郡兰陵县、襄贲县。南北朝，南朝时，属徐州琅琊郡和东海郡襄贲县。北朝时，属徐州琅琊郡兰陵县。唐初，分属临沂、兰陵、缯县。宋代属京东东路临沂县、丞县。金时属山东东路临沂县、山东西路邳州兰陵县。元代属中书省山东东西道宣慰司益都路沂州临沂县、费县。明代分属沂州 ( 属直隶州管辖的二级州 )、郯城县、邳州管辖。清代分属沂州府。

民国二年府制取消，复设临沂县，县境分属临沂县六、七、八区，郯城县四、五区，费县二、七区。民 国 三 十 二 年（1943）春，中共鲁南区委决定建立兰陵办事处，民国三十三 年（1944）3 月改称兰陵县。民国三十三 年（1944）春，边联县改称赵镈县。民国三十四年（1945）10 月兰陵县撤销，其部分辖区归属赵镈县。民国三十六年（1947）春，将赵镈县东半部析出置县，为纪念 1933 年中共临郯中心县委领导的“苍山暴动”，取名苍山县。民国三十七年（1948）重建兰陵县，与苍山县、赵镈县并存。

新中国诞生后，苍山县隶属临沂地区。1950年5月11日撤销赵镈县，其辖区并入苍山县。1953年撤销兰陵县，其大部分辖区并入苍山县，辖19个区。 1984 年 4 月，撤社设乡（镇），辖卞庄、 小岭、芦柞、兰陵、韩塘、横山、大仲村、 流井、向城、兴明、神山、磨山、长城、 层山、尚岩、南桥、车辋、甘霖、庄坞、 新兴、沂堂、下村、大炉、鲁城、贾庄、 三合、矿坑、二庙等 28 个乡（镇）。1994 年，撤销临沂地区，设立地级临沂市， 苍山县隶属临沂市。2014 年 1 月 ，苍山县正式更名为兰陵县。兰陵县现辖卞庄街道、苍山街道2个街道，大仲村、矿坑、车辋、鲁城、尚岩、向城、新兴、兰陵、南桥、芦柞、长城、庄坞、磨山、神山14 个镇，下村乡 1 个乡。