西周时为向国地，春秋时属莒国。秦属琅琊郡莒县。西汉置高乡县，属徐州琅琊郡，一度为高乡候国，东汉省；又于向国故城置郫县，属徐州琅琊郡，东汉亦省。三国魏，西晋属青州域阳郡莒县。东晋、十六国、南北朝属东莞郡莒县。北朝东魏置义塘县，属南青州义塘郡。隋开皇间废，地仍属莒县。唐、五代属河南道密州莒县。五代时沿唐制，仍属河南道密州莒县。北宋时属京东东路密州莒县。金时属山东东路莒州莒县。元时属益都路莒州莒县。明属青州府莒州。清代地域多部属山东布政司沂州府莒州。民国时期，地域随莒县和临沂县先后属岱南道、济宁道、琅琊道、山东省政府。民国18年（1929），莒县划为10个区，民国20年（1931），区下设332乡镇，10区中九、十两区的全部和七、八两区中的部分乡镇属莒南县现行区划。1940年3月，莒县抗日民主政府建立，莒南地域的大部属莒县抗日民主政府，西南部仍属临沂县第五区。1940年5月，在莒县南部设莒县抗日民主政府莒南行署，在莒南地域代行莒县抗日民主政府职权。同年9月，莒南行署撤销，改设莒南视导处。1941年1月1日，莒南县抗日民主政府建立，隶属于滨海区各县联合办事处。1941年8月，隶属于滨海专区。1943年6月，隶属于滨海区专署第三行署。1945年4月，隶属于滨海行署第三专区。1946年7月，隶属于滨海专区。1948年7月，隶属于滨海专区。1950年4月，隶属于沂水行政督察专员公署。1953年8月，隶属于临沂专署。1968年3月，隶属于临沂地区革命委员会。1978年7月，隶属于临沂地区行政公署。
1981年，经山东省人民政府批准，将许口人民公社更名为石莲子人民公社；撤销路镇人民公社，恢复十字路镇。
1984年撤销16处人民公社，设立四个镇、21个乡，共25个乡镇，分别是十字路镇、大店镇、坪上镇、板泉镇、小官庄乡、石莲子乡、王家沟乡、涝坡乡、文疃乡、朱芦乡、道口乡、筵宾乡、柳沟乡、厉家寨乡、岭泉乡、陡山乡、刘家庄乡、相邸乡、坊前乡、官坊乡、相沟乡、洙边乡、演马乡、壮岗乡、团林乡。
1994年11月26日，撤销朱芦乡、洙边乡、相邸乡、王家沟乡，设立朱芦镇、洙边镇、相邸镇、王家沟镇。1994年12月19日，撤销坊前乡，设立坊前镇。
1996年8月12日，撤销筵宾乡、团林乡、岭泉乡，设立筵宾镇、团林镇、岭泉镇（鲁政函民字[1996]40号）。
1996年12月25日，撤销石莲子乡，设立石莲子镇（鲁政函民字[1996]56号）。
1998年4月13日，撤销涝坡乡，设立涝坡镇（鲁政函民字[1998]13号）。
2001年，莒南县由17个镇、8个乡调整为16个镇、2个乡：十字路镇（北园镇、官坊乡部分）、大店镇（陡山乡部分）、坪上镇（厉家寨乡）、板泉镇（刘家庄乡）、朱芦镇、坊前镇（柳沟乡部分）、相邸镇、洙边镇（演马乡部分）、石莲子镇、团林镇、涝坡镇（陡山乡部分、柳沟乡部分）、道口乡、相沟乡（官坊乡部分）、文疃镇、岭泉镇、筵宾镇、壮岗镇（演马乡部分）、汀水镇。（括号内的为被撤并的乡镇）
截至2002年12月31日，莒南县辖16个镇、2个乡。共计935个行政村。
2004年6月，经过行政村规模调整，调整为737个行政村。
2004年底，相沟乡在全乡开展村庄合并试点工作，将张家三义口、杨家三义口等6个行政村合并成三义社区。并于2006年初提出了“大村庄制”农村社区建设的新思路。
2006年3月，设立莒南县经济开发区。
2006年4月26日，经县政府研究，同意以现有的城区十二个居委为依托，设立十字路镇祥福、富源、玉泉、高乡、人民路、永泰、滨海、大成、富民、淮海东路、淮海西路、新安等十二个社区。
2009年7月份设立了临沂临港产业区党工委、管委会，辖坪上、壮岗、团林、朱芦四个镇，2010年10月，省政府正式批复设立“临港经济开发区”。
至此，莒南县共辖12个镇、2个乡，共计575个行政村。
2009年9月21日，撤销莒南县十字路镇设立十字路街道办事处。
2011年8月5日，撤销汀水镇，将其原行政区域并入石莲子镇。撤销相邸镇，将其原行政区域并入坊前镇。
2011年9月19日，撤销莒南县道口乡，以其原行政区域设立道口镇。
2013年5月，莒南县进行了新的行政村规模调整。由原来的575个行政村调整为242个行政村。
2013年5月20日，撤销莒南县经济开发区淮海西路社区居民委员会、东良店村村民委员会、钓鱼台居居民委员会、石门亭村村民委员会、王家怪草村村民委员会，调整成立吉隆花园社区居民委员会（城市社区）；撤销西关居居民委员会、成龙居居民委员会、白龙居居民委员会、官地村村民委员会、王家白龙村村民委员会、刘家白龙村村民委员会、南石桥村村民委员会、北石桥村村民委员会、古路沟村村民委员会，调整成立祥龙花园社区居民委员会（城市社区）。
2013年12月31日，撤销莒南县相沟乡，以其原行政区域设立相沟镇。
2019年12月20日，临沂临港产业区党工委、管委会辖坪上、壮岗、团林、朱芦四个镇回归莒南县管辖。
截至目前，莒南县共辖1个街道、15个镇，共计272个行政村（社区）。
