因地處於黃海之北，故名海陽。據《登州府志》：“以其地在海之陽，故名。”
西周屬萊國，東周屬齊國，秦代屬齊郡腄縣，西漢屬青州琅琊郡長廣縣、東萊郡昌陽縣，長廣縣治設於今發城，昌陽縣治設於今庶村。東漢屬青州長廣郡長廣縣、東萊郡昌陽縣。建安五年（200年）置長廣郡，郡治設於今發城。魏、晉屬青州長廣郡長廣縣、東萊郡昌陽縣。南北朝時期，東魏屬光州東牟郡觀陽縣、東萊郡昌陽縣，興和年間（539～542年）置觀陽，治所設於今發城；北齊屬光州長廣郡文登縣、東萊郡昌陽縣。隋代屬青州牟州觀陽縣、東萊郡文登縣和昌陽縣。
唐代屬河南道東牟郡牟平縣、萊州昌陽縣，唐武德六年（623年）於今郭城設廓定縣治，不久即廢。唐貞觀元年（627年），廢觀陽不復設，故名廢城，後演變為發城。後唐莊宗年間（923～925年）改昌陽為萊陽。宋代屬京東東路東牟郡牟平縣、萊州萊陽縣。金代屬山東東路寧海州牟平縣、萊州萊陽縣。元代屬山東東西道寧海州牟平縣、益都路總管府萊陽縣。
明代屬山東布政使司登州府寧海州、萊陽縣。明洪武三十一年（1398年），於張家莊（今鳳城）設大嵩衛，並先後於境內設海陽守禦所、大山備禦千戶所、乳山寨巡檢司、行村寨巡檢司。清代屬登州府。清雍正十三年（1735年）設海陽縣，隸屬登州府。民國3年（1914年）廢府設道，屬膠東道。民國14年（1925年）屬東海道。民國17年（1928年）道廢，直屬山東省政府。民國26年（1937年）前後，隸屬山東省第七督察專員公署和魯東行署。
1941年4月9日，海陽縣抗日民主政府成立，隸屬膠東區東海專署，1945年5月隸屬中海專署，9月裁中海專署，復屬東海專署。1950年5月隸屬文登專署，1956年隸屬萊陽專署。1958年10月隸屬煙臺專署（後改稱煙臺地區行政公署）。10月17日撤消乳山縣將夏村、唐家、白沙灘、海陽所、乳山寨五處人民公社劃歸海陽，時轄20處人民公社，916個大隊。1962年1月重建乳山縣，將1958年乳山撤縣時劃歸海陽的夏村等五處公社所屬大隊復歸乳山。1964年6月15日，將小青島劃歸乳山縣。1983年，改屬煙臺市。1984年撤銷人民公社，設9個鎮、14個鄉。
1996年4月29日撤銷海陽縣，設立省轄縣級海陽市，由煙臺市代管。年末轄13個鎮、7個鄉。2000年12月19日將山西頭鄉、泉水頭鄉、高家鄉、北埠後鄉、趙疃鄉、大山所鄉、大辛家鎮分別合併到徐家店鎮、小紀鎮、朱吳鎮、發城鎮、行村鎮、辛安鎮、留格莊鎮，同時撤銷東村鎮，分別設立東村街道和方圓街道，將原東村鎮的裡口等40個村劃歸方圓街道管轄，將原東村鎮的閆家莊等37個村劃歸東村街道管轄。
截至2018年，海陽市下轄4個街道、10個鎮，另設有3個工業區、1個旅遊區。
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