唐武德四年(621)，析桐庐县西北7乡置分水县，《太平寰宇记》卷九五：“取桐庐江水中分为名。”属严州（治今浙江建德市梅城镇），县治即今浙江桐庐县分水镇。

武德七年，废严州，分水并入桐庐，属睦州（治浙江淳安原老城镇，因建设新安江水电站水库，于1959年淹没千岛湖中）。

武周如意元年(692)，复置，改名武盛县。唐神龙元年(705)，复名分水县。宝应元年(762)，析分水县西部置昭德县（今浙江临安市乐平乡一带）。大历六年(771)，复并入分水县，属睦州。

北宋宣和三年(1121)属严州，南宋咸淳元年(1265)属建德府，元属建德路，明、清属严州府。

民国元年 (1912)废府，改省直辖。民国3年设道，属金华道。民国16年废道，又改省直辖。民国24年，属第四行政督察区，民国27年属第一行政督察区，民国35年属第十一行政督察区，民国36年5月改省直辖，10月改属第二行政督察区，民国37年属第四行政督察区。

1949年4月30日分水县解放，属建德专区。1950年改属临安专区。1955年复属建德专区。1958年11月并入桐庐县。