1萬年前的石器時代，新沂已有人類活動的足跡，北溝鎮何山頭發掘的出土文物，驗照人類的祖先遠古就在新沂狩獵謀生。
五千多年前，新沂屬於北方大汶口文化和南方良渚文化交流融會的區域，著名的花廳古文化就在新沂發祥。
新沂自古為徐州之域，沿至夏商。
東周時期，新沂是鐘吾子爵封地，名為“鐘吾國”。
秦時建司吾縣。
西漢時分設司吾、建陵兩縣。
南北朝時並入宿豫縣。
唐代宗寶應元年（公元762年）易名為宿遷縣，新沂地域大部分屬宿遷縣達1500多年。
民國時期， *** 黨組織先後成立過潼陽、宿北二縣抗日民主政權。
1949年5月，由宿遷、沭陽、東海、邳縣四縣邊區析置新安縣。
1952年9月經政務院批準更名為新沂。
1990年2月撤縣建市。