長垣縣境內有浮丘店仰韶文化遺址，大崗、宜丘、蘇墳等龍山文化遺址，可以證明六千年前就有人類在此勞動生息。
長垣，西周時屬衛國。春秋時期，衛國於長垣之地同時置蒲邑（今長垣縣城）、匡邑。匡城遺址在今長垣縣城西南10公里的張寨鄉孔莊村一帶，舊名為匡主。著名的匡人圍孔，就發生在此地。
戰國時期，衛之匡邑、蒲邑，被魏國兼併，在今縣城東北5公里的陳牆村一帶，置首垣邑。此地在當時有一道長牆，或曰防垣。此防垣或用於防水，或用於防兵，此時已有“長垣”之名。根據楊寬所著的《戰國史》載：“魏在沿黃河地區還有圓錢（無郭）流通，鑄造的城市主要有共、垣、長垣（今河南省長垣縣東北）等城。長垣所鑄有‘長垣一釿’、‘長瞏一釿’。當時鑄錢多用於地名，可見當時的防垣很長，故稱長垣，而首垣則為防垣之首，長垣名由此而來，清代以前陳牆村還稱為牆裡村，至今還有以牆命名的村莊。
公元前221年，秦並天下，設郡縣，改首邑為長垣縣。西漢時名長垣縣，新置平丘縣與長羅侯國。新莽改長垣縣為長固縣。東漢至長垣侯國與平丘縣。建武五年（公元29年）復置長羅侯國。建武十五年（公元39年）長羅侯國廢。三國時屬魏，隸袞州陳留國。
西晉時長垣屬陳留國陳留郡。東晉十六國時期，先後為後趙、前燕、前秦、後燕、後秦、東晉六國所轄，東晉兩次控制此地約六年。南北朝時期，南朝宋武帝佔據河南，置袞州於滑臺，轄長垣。太平真君八年（公元447年），將長垣併入外黃（今杞縣東北，蘭考東南）。景明三年（公元502年）復置長垣縣，仍屬東郡。東魏、北齊時隸不變。從戰國（魏）至隋初歷時八百餘年，縣治皆在今陳牆村。
隋初仍名長垣縣。開皇十六年（公元596年）移縣治於婦姑城（今城南司坡一帶），因該城西南有古匡城，故改為匡城縣；同年又於韋城（在今滑縣東南妹村）置長垣縣。大業元年（公元605年）廢匡城縣併入長垣，皆屬東郡。唐朝武德元年（公元618年），仍分匡城、長垣兩縣，皆屬河南道滑州。貞觀八年（公元634年）廢長垣縣又併入匡城縣。五代時，後梁改匡城為長垣，屬東都開封府；後唐改為匡城縣，屬汴州；後晉匡城仍屬之；後漢、後州不變，以至於宋。宋建隆元年（公元960年），為避太祖“匡”字諱，改匡城為鶴丘縣。大中詳符二年（1009）年復改為長垣縣。自隋至金初歷時608年，縣治皆在今司坡一帶。
金明昌五年（1194年），黃河改道，自陽武東流，為避水患，於泰和四年（1204年）遷縣治於苗寨鄉柳冢一帶。
元初，曾改縣為保保州，不久仍改為長垣縣。金、元兩代計165年，縣治均在柳冢一帶。
明屬大名府開城。洪武二年因黃河水患，遷縣治蒲城鎮，即今縣治所在地。清屬直錄省大名罕，民國18年改隸水河北省，長垣屬之。
抗日戰爭時期，國民黨、日偽、抗日民主政府並存。1941年，中共領導的冀、魯、豫行署第四專署決定將長垣縣河東部分北部劃歸東垣縣抗日民主政府管轄；1943年，又決定將長垣西北部劃歸衛南縣抗日民主政府管轄。同時，劃長（垣）、滑、濮（陽）、東（明）四縣邊區成立濱河縣抗日民主政府，1945年撤銷，歸長垣縣人民政府，縣政府在佘家、丁欒一帶辦公。1947年解放長垣城。1947年春，縣人民政府進駐縣城。
1949年長垣縣屬新建的平原省濮陽專區；1952年12月平原省撤銷，併入河南省，長垣屬河南省濮陽專區；1954年濮陽專區撤銷，改屬新鄉專區；1955年2月，劃歸安陽專區；1958年4月，安陽專區撤銷，長垣又屬新鄉專區；1961年12月，安陽專區恢復，長垣又復歸安陽；1983年，安陽專區撤銷，長垣屬新設的濮陽市；1986年3月劃歸新鄉市；2011年6月被確定為河南省直管縣體制改革試點，2014年1月正式省直管。
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