因地处于黄海之北，故名海阳。据《登州府志》：“以其地在海之阳，故名。”
西周属莱国，东周属齐国，秦代属齐郡腄县，西汉属青州琅琊郡长广县、东莱郡昌阳县，长广县治设于今发城，昌阳县治设于今庶村。东汉属青州长广郡长广县、东莱郡昌阳县。建安五年（200年）置长广郡，郡治设于今发城。魏、晋属青州长广郡长广县、东莱郡昌阳县。南北朝时期，东魏属光州东牟郡观阳县、东莱郡昌阳县，兴和年间（539～542年）置观阳，治所设于今发城；北齐属光州长广郡文登县、东莱郡昌阳县。隋代属青州牟州观阳县、东莱郡文登县和昌阳县。
唐代属河南道东牟郡牟平县、莱州昌阳县，唐武德六年（623年）于今郭城设廓定县治，不久即废。唐贞观元年（627年），废观阳不复设，故名废城，后演变为发城。后唐庄宗年间（923～925年）改昌阳为莱阳。宋代属京东东路东牟郡牟平县、莱州莱阳县。金代属山东东路宁海州牟平县、莱州莱阳县。元代属山东东西道宁海州牟平县、益都路总管府莱阳县。
明代属山东布政使司登州府宁海州、莱阳县。明洪武三十一年（1398年），于张家庄（今凤城）设大嵩卫，并先后于境内设海阳守御所、大山备御千户所、乳山寨巡检司、行村寨巡检司。清代属登州府。清雍正十三年（1735年）设海阳县，隶属登州府。民国3年（1914年）废府设道，属胶东道。民国14年（1925年）属东海道。民国17年（1928年）道废，直属山东省政府。民国26年（1937年）前后，隶属山东省第七督察专员公署和鲁东行署。
1941年4月9日，海阳县抗日民主政府成立，隶属胶东区东海专署，1945年5月隶属中海专署，9月裁中海专署，复属东海专署。1950年5月隶属文登专署，1956年隶属莱阳专署。1958年10月隶属烟台专署（后改称烟台地区行政公署）。10月17日撤消乳山县将夏村、唐家、白沙滩、海阳所、乳山寨五处人民公社划归海阳，时辖20处人民公社，916个大队。1962年1月重建乳山县，将1958年乳山撤县时划归海阳的夏村等五处公社所属大队复归乳山。1964年6月15日，将小青岛划归乳山县。1983年，改属烟台市。1984年撤销人民公社，设9个镇、14个乡。
1996年4月29日撤销海阳县，设立省辖县级海阳市，由烟台市代管。年末辖13个镇、7个乡。2000年12月19日将山西头乡、泉水头乡、高家乡、北埠后乡、赵疃乡、大山所乡、大辛家镇分别合并到徐家店镇、小纪镇、朱吴镇、发城镇、行村镇、辛安镇、留格庄镇，同时撤销东村镇，分别设立东村街道和方圆街道，将原东村镇的里口等40个村划归方圆街道管辖，将原东村镇的闫家庄等37个村划归东村街道管辖。
