秦属长沙郡零陵县地。
汉先后为南越国、零陵郡始安县地。
三国两晋为始安郡地。
唐龙朔二年（662）始置灵川县，治今三街镇西吕仙山，属桂州。
宋属静江府，绍定四年（1231）县治迁凤凰圩（今三街圩）。
元属静江路。
明、清属桂林府。
1913年属漓江道。
1914年属桂林道。
1930年属广西第一民团区。
1932年属桂林民团区。
1934年属桂林行政监督区。
1940年属广西第一行政督察区。
1942年直隶广西省。
1944年属广西第八行政督察区。
1944年9月日军入侵灵川，国民党灵川县府迁到兰田堡，1945年8月光复后又迁回三街。
1949年11月22日，灵川县解放，属广西省桂林专区。
1952年8月11日，中央人民政府政务院批复同意撤销义宁县，原义宁县除妙坪乡划归龙胜县辖外，其余划归灵川县辖。
1954年6月临桂、灵川合并称临桂县，县治所在桂林市万寿巷。
1962年3月27日经国务院批准复置灵川县，治甘棠（今灵川镇），以原灵川县并入临桂县的区域为其行政区域。
1962年8月在甘棠区兴建灵川县城，1964年3月4日灵川县委、县党政机关由桂林迁至此办公。
1971年属桂林地区管辖。
1981年5月7日，经国务院(81)国函字44号文批准，将原灵川县大圩公社潜经、草坪2个大队和茯荔大队的吴家、杨家2个生产队划归桂林市管辖(当时根据群众要求，吴家、杨家2个生产队仍归大圩公社辖)。
1983年4月4日，根据广西壮族自治区人民政府桂政函(1983)66号《关于调整金陵水库区行政区划的批复》文件，灵川县定江公社金陵大队所属的柘村、上全、上唐3个自然村（包括所属耕地、山地）划归临桂县庙岭公社管辖。
1992年6月建灵川县八里街经济技术开发区(2006年经广西壮族自治区政府批准，更名为广西灵川县八里街工业园)。
1998年属桂林市管辖。