1502年至1983年，历经明朝、清朝、中华民国、中华人民共和国四个发展阶段481年，彭阳县境再未设立县级行政建置，彭阳县地先后属于固原州、固原直隶州、固原县。
明朝（1368年～1644年）
明朝本县属固原州，全境分设十里，属本县有东山里、新兴里、榆林（树）里、彭阳里等4里。
清朝（1644年～1911年）
清朝前期（1644～1874年），固原州境设有10里、18堡、4所、5寨和13市镇。今彭阳县地分属6里1堡4寨2市镇：即固原里、东昌里、永丰里、兴仁里、清平里、万安里，小河川堡，东山城寨、黑石头寨、杨旗寨、韩家寨，张高集市、李家嘴市。
清朝后期（1875～1911年），固原直隶州境设有6里、5监、1屯、3堡和16市镇。今彭阳县地分属5里2监1堡2市镇：即固原里、东昌里、永丰里、兴上里、兴下里，清平监、万安监，归州堡，草庙市、卯家堡子市。
中华民国（1912年～1949年）
1929年，国民政府废除里监旧制，推行区制。固原县划分为6区，今彭阳县地分属东区、南区和万安区。1934年，改区制为乡镇制，固原县分为10乡镇。1936年，又恢复区制，固原县分为5区；1937年，固原县合并为4区。1940年，国民政府实行新县制。固原县划分为4区16乡镇，今彭阳县地分属2区6乡镇，即第二区（王洼镇、城阳乡、万安乡）、全部第三区（大湾乡、张化乡、蒿店镇），部分村庄。
王洼镇：东至草滩，西至寨子洼，南至店子洼，北至牡丹岔。下辖33个村庄。
蒿店镇：东至卯家堡，西至庙儿坪，南至邓家川，北至杨家磨。下辖19个村庄，今属彭阳仅5个村庄。
城阳乡：东至陈家坪，西至海家磨，南至南垣，北至米家原。下辖28个村庄，陈坪村规划归镇原县。
万安乡：东至三岔，西至碾掌，南至何家岘，北至老瓜嘴。下辖34个村庄，平道殷家城、虎洞现划归甘肃省。
大湾乡：东至五里山，西至雾耳朵，南至海家磨，北至三十里铺。下辖17个村庄，属今彭阳县仅1村庄。
张化乡：东至石家沟，西至小岔沟，南至石家岔，北至任山河。下辖27个村庄。
1944年，甘肃省国民政府推行保甲制。今彭阳地分属固原县第二区和第三区。第二区下辖王洼镇（辖10保，属乙等镇）、城阳乡（辖9保，属乙等乡）、万安乡（辖10保，属乙等乡）；第三区下辖蒿店镇（辖7保，属丙等镇）、大湾乡（辖7保，属丙等乡）、张化乡（辖6保，属丙等乡）。
中华人民共和国（1949年～1983年）
1949年至1983年，今彭阳县地属于固原县。
1949年8月，今彭阳县境解放，属地分属固原县4区20乡。即第四区（蒿店区，今属泾源县）所辖卯堡乡；第五区（张化区）辖沟口、马洼、新堡、上蔡、郭庄、任河6乡；第六区（城阳区）辖杨坪、上洼、阳洼、海巴、上王、野王6乡；第七区（王洼区）辖王洼、罗洼、店洼、石岔、官厅、草庙、何岘7乡。
1950年2月，第六区增设陈坪乡，店洼乡划归第五区。4月，店洼乡改为固原县直属乡。1951年10月，从官厅乡分设交岔乡。至此，今彭阳县境共设立21个乡（不含陈坪乡）。
1953年，今彭阳县境增设第十四区（孟塬区），辖平原、新民、团结、民勤、新华、米塬、民乐、解放、永乐9乡。第五区增设乃河、古城2乡。第六区增设陈沟、何沟、韩堡、罗堡4乡。第七区增设深沟、北洼、榆树、东洼4乡。同时，店洼直属乡划归新设立的第十三区（礼拜寺区，今属原州区），所辖今彭阳县地有店洼、穆河、高庄、甘海4乡。至此，今彭阳县地分属6区43乡。后又把第五区上蔡乡、郭庄乡分别改为张化乡、中川乡；第六区野王乡改为红河乡，并撤销杨坪乡；第七区撤销何岘乡、草庙乡。
1956年11月，第六区（城阳区）撤销陈沟、何沟、韩堡、罗堡、陈坪5乡，新设立民乐乡。第七区（王洼区）调整为第四区。第十四区（孟塬区）调整为第五区（草庙区），撤销民勤乡。第五区（张化区）调整为第七区，撤销马洼、张化、中川3乡，合并任河、古城2乡为解放乡。第十三区（礼拜寺区）撤销高庄乡，合并穆河、甘海2乡为新合乡，与店洼乡一道划归第七区（张化区）。原第四区（蒿店区）所辖卯堡乡改为新华乡，至此，今彭阳县境设立4区29乡。
1958年10月，撤区乡建制，推行人民公社。今彭阳县境设立22个人民公社，即东洼、深沟、榆树、罗洼、交岔、王洼、石岔、沟口、新集、乃河、店洼、上洼、海巴、上王、民乐、新华、米塬、团结、永和、新民、平原、解放。12月，又推行大社制。今彭阳县境设立9个大社，即城阳、古城、新集、王洼、草庙、孟塬、罗洼、交岔、冯庄。
1961年5月，固原县委、政府上报拟定分设固原、彭阳、三营3县，在彭阳设立行政办事处。8月，增设红河、沟口、彭阳、小岔4个公社。12月，增设川口公社。至此，彭阳行政办事处下辖14个公社。
1963年2月，撤销彭阳工委和行政办事处，设立彭阳、王洼区公所。彭阳区下辖彭阳、古城、新集、沟口、城阳、红河、川口7个公社；王洼区下辖王洼、冯庄、罗洼、小岔、草庙、孟塬、交岔7个公社。
1980年3月，王洼区增设石岔公社。
中华人民共和国（1983年至今）
1983年10月，把固原县彭阳区、王洼区及其下辖的15个公社分析出来，正式成立彭阳县。11月，彭阳县下辖的15个公社均改为乡。
1985年1月，增设刘塬乡。3月，增设崾岘乡。12月，增设白阳镇、王洼镇。
1988年9月，在中宁县大战场的彭阳移民区设立马家梁乡。
1997年5月，撤销古城乡，设立古城镇。
2000年1月，马家梁乡移交中宁县。至此，彭阳县下辖3镇16乡。
2003年8月，撤销王洼乡、石岔乡、彭阳乡、崾岘乡、川口乡、刘塬乡、沟口乡。把原王洼乡、石岔乡属地并入王洼镇；把原刘塬乡属地并入草庙乡；把原彭阳乡、崾岘乡属地并入白阳镇，把原川口乡属地并入古城镇。至此，彭阳县下辖3镇9乡，即白阳镇、古城镇、王洼镇、新集乡、红河乡、城阳乡、孟塬乡、草庙乡、冯庄乡、小岔乡、罗洼乡、交岔乡。
白阳镇：北至陈儿山，南至郭家湾，东至党岔，西至寨子湾。下辖3个居委会17个行政村。
古城镇：北至董家沟，南至黄家堡子，东至店洼，西至羊圈沟。下辖20个行政村。
王洼镇：北至豌豆沟，南至阳家台，东至中梁，西至马家岔庄。下辖20个行政村。
新集乡：北至后湾，南至南山，东至羊路湾，西至窦家山庄。下辖19个行政村。
红河乡：北至刘家湾，南至穆家湾，东至雷神嘴，西至上庄。下辖12个行政村。
城阳乡：北至牛嘴，南至前庄，东至海家湾，西至糜地湾。下辖10个行政村。
孟塬乡：北至后嘴子，南至李家沟，东至双岔渠，西至前岔。下辖11个行政村。
草庙乡：北至炭渠壕，南至冯家山，东至包山，西至新庄湾。下辖14个行政村。
冯庄乡：北至穴壕，南至虎家崾岘，东至茨补湾，西至窑庄。下辖11个行政村。
小岔乡：北至高家湾，南至下七个山，东至上房沟，西至小南沟。下辖8个行政村。
罗洼乡：北至陈家湾，南至南梁，东至窨子嘴，西至大西掌。下辖7个行政村。
交岔乡：北至小岔子，南至马家台，东至庙嘴，西至卷槽子。下辖7个行政村。