十堰古称郧阳。为人类的早期发祥地之—，曾在此发现“郧县猿人”，距今80-100万年之前。相传黄帝时代，境内有彭、庸两个部落。大禹划中国为九州，十堰属于雍、梁两州。商、周时境内有庸、彭、麇(今郧县)等国，战国属楚国。秦一部属汉中郡(今陕西汉中)，一部属南阳郡(今河南南阳)所辖。汉武帝时全国设13个州部，十堰属益州(今四川成都市)管辖。及至三国时期，十堰先属蜀国，后属魏国的荆州。西晋时期，十堰仍属荆州，后来曾一度属梁州(今陕西勉县)所辖。到了南北朝时，前期属成国，后期属南朝。隋建立后，袭汉制，为淅阳，上洛二郡地，后废郡，置州县，十堰属豫州(今河南省汝南)，后又划归梁州(今陕西省)管辖。唐贞观年间把全国划分为十个监察区，称为“道”。十堰属山南道东道(今湖北省大部，陕西省南部和河南一部)。后为均州，房州地。五代十国时期，十堰属前蜀管辖。宋朝中期以后将道改为路，十堰初属京西路，中期以后改属京西南路。元朝实行行省制，十堰属湖广行省襄阳路管辖。明成化十二年（1476年）置郧阳府，辖郧县、房县、竹山、上津、郧西、竹溪六县。弘治十一年（1498年）析房县潭头置保康县，共辖七县。清顺治十六年（1659年）省上津入郧西。1914年属襄阳道。1932年设第十一行政督察区，辖郧县、房县、竹山、上津、郧西、竹溪六县。1936年改设第八行政督察区。1949年设两郧专区，属陕西省。1950年4月划回湖北省，设郧阳专区。1952年并入襄阳专区，1965年复设郧阳专区。1969年析郧县十堰和黄龙二区置十堰市，由郧阳专署领导。1973年2月，十堰市升格为地级市，为湖北省直辖。1994年，郧阳地区和十堰市合并，仍称十堰市。

十堰这一地名可追溯至明朝时期的郧阳军屯，因为当时整个十堰地区还是一个人迹罕至的区域。据明万历十八年（1590年）的《郧台志屯田》记载：郧屯则自原公始，皆流逋所遗。意为郧阳军屯由副都御史原杰公首创；屯田皆是流民逃走所遗弃的田地。成化十四年政府将土地发给官军，令其一边驻防一边种地。成化十三年（1477年），郧阳府正式设立，下辖6个县，府址设今郧县城内。成化十八年（1482年）时，郧阳辖区内共有10890户，人口达到79450人，其中以外地移民居多。嘉靖元年（1522年）《湖广通志郧阳》说：十堰在县（郧县）南，因溪作十堰以溉田。明末清初，由于战乱，人口锐减，清康熙24年（1685年）统计，郧阳府人口仅剩2.93万，其中青壮男丁为0.5万。

十堰来源有两种说法:
一说十堰来源于十堰镇。相传，古时此地原名张家庄，明崇祯六年（1633年），李自成起义军从陕西进驻这里月余，当地人纷纷投军而去，导致户空人稀，后有湖北大冶金牛镇一姓陈迁居于此开设铁匠铺，形成集镇，改名陈家街。清代中叶，人们在陈家街东侧的百二河拦河筑坝，沿河先后筑起头堰、二堰、三堰、四堰、五堰、六堰（一说五堰和六堰之间曾筑有新堰），在花果园犟河上拦河修起了头堰、二堰、三堰、四堰（岳竹堰），两处共有十个堰即十道拦水堤坝，以灌溉农田而得名的。(《十堰市地名志》1983年版）
另一说十堰来源于明代志书记载堰有10处。即十堰、九倾坪堰（现犟河流域）、虎尾堰（现张湾区黄龙镇区域）、白龙堰（现茅箭堰口区域）、尖山堰（现张湾区柏林镇财神沟）、黄龙堰、双龙堰（现丹江口市六里坪区域）、佃户堰（白浪上堰）、么堰（白浪中堰），谭家堰（白浪下堰），十堰由此而来。
据地方志记载，十堰最早的地名叫南坪，明成化时期已设里甲（110户为一里，10户为一甲），名后川里。明成化二十年 (1484年) ，由于流民大量涌入，增设六个里。薛刚纂修《湖广图经志》载有：“十堰，在县 ( 今郧县 ) 南，因溪筑十堰，以灌田”，这是关于十堰地名的最早记载。及至清代，十堰已成为交通要道，设有驿馆。1966年10月，中央决定在十堰建设我国第二汽车制造厂（今东风汽车公司）。次年4月1日正式动工兴建。6月6日先后划出郧县的十堰区、黄龙区及茶店区的茅坪公社，成立十堰办事处，隶属郧阳地区管辖。1969年11月24日撤销十堰办事处，在境内设置十堰市，由郧阳专署领导。1973年2月17日，十堰市升格为地级市，为湖北省直辖。1994年，郧阳地区和十堰市合并，仍称十堰市。