涡阳汉为城父、山桑、至县地，北魏、北齐曾置涡阳、丹城、龙山县。隋改置肥水县。清同治三年（1864），由亳州、宿州、阜阳、蒙城析置涡阳县，因袭北魏涡阳县名而命名，属颍州府。《水经注》：涡水“又东南迳涡阳城北”。可见涡阳在设县之初即在涡水之南。应名涡阴，取名“涡阳”名实不符。
1996年，全县总面积2107平方千米，总人口129.83万人，其中农业人口117.85万人，约占全县总人口的90.7%。辖16个镇10个乡1个林场，627个村委会。另一说，辖15个镇、11个乡：城关镇、高炉镇、义门镇、青疃镇、石弓镇、龙山镇、城西镇、双庙镇、楚店镇、城东镇、西阳镇、高公镇、闸北镇、曹市镇、新兴镇、临湖乡、店集乡、花沟乡、陈大乡、丹城乡、马店乡、牌坊乡、耿皇乡、标里乡、公吉寺乡、张老家乡。
1997年，撤销丹城乡，设立丹城镇，镇人民政府驻丹城集；撤销马店乡，设立马店集镇，镇人民政府驻马店集。
2000年第五次人口普查，全县总人口1293192人，其中（22个镇、4个乡）：城关镇92883人，城西镇42155人，城东镇31138人，西阳镇37261人，双庙镇52951人，楚店镇45717人，高公镇37651人，闸北镇50666人，高炉镇45198人，曹市镇59343人，青疃镇65125人，石弓镇47629人，龙山镇63864人，义门镇51996人，新兴镇51814人，临湖镇58073人，丹城镇54250人，马店集镇43978人，花沟镇50516人，店集镇33554人，陈大镇47658人，牌坊镇46789人，耿皇乡27674人，公吉寺乡44162人，标里乡50279人，张老家乡43668人，单集林场17200人。
2002年，涡阳县总面积2107平方千米，辖24个镇2个乡、1个林场，724个行政村，总人口137万人，其中农业人口124万人。2003年底，涡阳县户籍人口138.78万人。全县国土面积2107平方千米，其中城区规划面积12.4平方千米。
2006年，涡阳县辖24个镇、2个乡：城关镇、城西镇、城东镇、西阳镇、双庙镇、楚店镇、高公镇、闸北镇、高炉镇、曹市镇、青疃镇、石弓镇、龙山镇、义门镇、新兴镇、临湖镇、丹城镇、马店集镇、花沟镇、店集镇、陈大镇、牌坊镇、公吉寺镇、标里镇、耿皇乡、张老家乡，以及单集林场，共有381个行政村，2992个自然村。县政府驻城关镇。
2009年4月，撤销城东镇、闸北镇和城西镇，设立城东、涡北、城西、城关4个街道；撤销耿皇乡，将耿皇乡整建制并入牌坊镇；撤销张老家乡，将张老家乡的李园、袁楼、赵屯、藤刘村委会划入义门镇，将张老家乡的吴桥、新华、东华、文明村委会划入新兴镇，将张老家乡的张老家、鲁庄、桑楼、大田、赵庄村委会汇入涡北街道。
2010年，涡阳县辖4个街道、20个镇：城关街道、城西街道、城东街道、涡北街道、西阳镇、楚店镇、高公镇、高炉镇、曹市镇、青疃镇、石弓镇、龙山镇、义门镇、新兴镇、临湖镇、丹城镇、马店镇、花沟镇、店集镇、陈大镇、牌坊镇、公吉寺镇、标里镇、涡南镇。