新石器时期，古老蜀族已经开始在都江堰地区活动。
公元两千多年前，古蜀国建立，都江堰为其文明中心之一。
公元前六世纪中叶，古蜀王开明治理水患，领导了对宝瓶口的开凿。
秦惠文王灭古蜀国，把四川设为蜀郡，都江堰地区称湔氐道。
一般认为，公元前256年前后，李冰团结和组织西蜀各族人民，经过艰苦奋斗，以分水堤、溢洪道、宝瓶口为主体的渠首工程最终完成。
汉武帝元鼎六年（公元前111年），司马迁奉命出使西南时，实地考察了都江堰。后人在其西瞻蜀之岷山及离堆处建西瞻亭、西瞻堂以示纪念。
张道陵率弟子来青城山结茅传道，历时13年，于汉桓帝永寿二年（156年）在青城山羽化。葬于第三混元顶。青城山自此成为中国道教的发祥地。历代龙虎山的天师多来青城山朝拜祖庭，为天师张陵扫墓。
蜀汉时期都江堰称湔县，不久改为都安县，属汶山郡。
建兴六年，诸葛亮北征，以都江堰为农业之根本、国家经济发展的重要支柱，征集兵丁1200人加以守护，并设专职堰官进行经常性的管理维护，开以后历代设专职水利官员管理都江堰之先河。
西晋时期，徙都安于今聚源镇导江村，在都安旧治（今灌口镇）置晏官县。
刘宋时期汶山郡治迁灌口，辖都安、晏官二县。
南齐武帝永明元年（483年），划今都江堰市岷江以西地域及崇州市、汶川县部分地域置齐基县（治所在今青城乡五里村），与都安、晏官同隶汶山郡。
北周天和三年（568年），改晏官县为汶山县，仍属汶山郡，废都安县以其地入于郫。
南梁于齐基县置齐基郡，郡县同治，废齐基郡。北周天和四年（569年），改齐基县为清城县（治所在今徐渡乡古城村），属键为郡。
隋炀帝大业三年（607年），废汶山县，以其地并入郫县。
唐高祖武德元年（618 年）于汶山县旧址设镇静军，于都安旧址置盘龙县。
改盘龙县为导江县，属蒙州，清城县属蜀州。
改清城县为青城县。
改镇静军为灌州，辖青城、导江二县。
世居味江的青城县茶农王小波、李顺率众起义。在广大人民群众的支持下，起义军队伍不断壮大，盛时达数十万人。曾经攻占了以成都为中心，东到巫峡，北到剑门，南至戎州、泸州的广大地区。
意大利旅行家马可波罗从陕西汉中骑马，行20 余日抵成都，游览了都江堰。后在其《马可波罗游记》一书中说：“都江水系，川流甚急 ，川中多鱼，船舶往来甚众，运载商货，往来上下游。”
明太祖洪武九（1376年）年，都江堰降灌州，为灌县，十年（1377 年）撤祟宁县入于灌县，十三年（1380 年） 析出复置崇宁县。
德国地貌学家、地质学家冯.李希霍芬来都江堰考察，以行家的眼光，盛赞都江堰灌溉方法之完美世界各地无与伦比。曾于1872年在《冯.李希霍芬男爵书简》中设专章介绍都江堰。冯.李希霍芬是把都江堰详细介绍给世界的第一人。
1913年，成都到灌县公路动工，1925年全线建成，1926年1 月1日通车，是四川省第一条公路。
1919～1920年，灌县人姚宝姗在小金县长卸任后，集会省中经营界人士，与法国基督教士谢安道合资，兴办森茂伐木公司，获利甚巨，是为都江堰市第一家中外合资企业。
1941年，黄炎培到都江堰选定城东郊丰都庙为校址，1944年2 月，“都江实用职业学校”开学，由沈肃文任校长。学校建立董事会，黄炎培任董事长。抗回战争胜利后，学校于1945年10月交由灌县地方接办。
1945年8月11日，当在此居留的号冯玉祥将军听到抗战胜利，日本投降的消息时，当即捐资在真武宫侧建亭取名“闻胜”，并撰书刻碑一通立于亭中。
1950年1月，灌县人民政府成立。
1959年2月，郫县并入灌县，8 月又分置。
1988年5月，经国务院批准，灌县改为都江堰市。
1994年4月5日，由四川省政府、国家水利部主办；成都市政府、都江堰市政府、都江堰管理局承办的“中国四川都江堰建堰2250周年庆典”在都江堰渠首隆重举行。
2000年11月29日晚（当地时间21点02分），在澳大利亚昆士兰州凯恩斯市召开的第24届世界遗产委员会上，决定：都江堰、青城山列入世界文化遗产名录。
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