以境内的溧水得名。

隋文帝开皇十一年（591），析溧阳西北部及丹阳东部，置溧水县，属蒋州。

开皇十八年，并溧阳入溧水。

唐武德三年（620），划溧水东部析置溧阳县。

北宋属江南东路江宁府。

南宋属建康府。

元元贞元年(1295)，升为溧水州，属集庆路。

明洪武二年（1369），复降为溧水县，属应天府。

明弘治四年（1491），析溧水县西南部7个乡。

清属江宁府。

1914—1927年，属金陵道。

1934—1937年，属江宁行政督察区。

抗日战争期间，属茅山根据地的一部分，先后在此建立过溧高、横山、江句溧等抗日民主政权。

1949年解放后，属苏南行署镇江专区。

1952年，属江苏省镇江地区。

1958—1959年，属常州专区，后属镇江专区。

1983年，江苏省改市管县制，溧水划给南京市管辖。

2013年撤溧水县，设南京市溧水区。