天长古称“千秋县”，位于安徽省的东大门，地处江淮之间，东临高邮湖，南依长江，西隈琅琊山，三面被江苏环抱，有安徽“飞地”之称。
夏、商、西周时，天长属扬州，春秋时先属吴，后属越，再属楚，是兵家必争之地。秦同一中国后，天长始为东阳、广陵、高邮县，北周改为沛县、石梁县地，隋大业初改石梁县为永福县，唐初复称石梁郡，唐天宝元年（公元472）在此设千秋县，后改称天长县，属淮南道扬州。
天长的来历与创造了开元盛世的唐玄宗李隆基有关。据《旧唐书·玄宗纪》载，为纪念李隆基生日，将每年的八月初五定为千秋节，并于天宝元年（公元742）“割江都、六合、高邮三县地置千秋县”，与千秋节唤应。为何割那三地建千秋（天长）县呢？一是因为“全国之江淮（含天长）为国命。
”唐玄宗生于东都洛阳时，文靖天师选疆土之东江淮区域的鱼米之乡与之唤应；二是因为三皇五帝之一的尧出生在三阿（天长一带旧称）时，“有神随、赤龙负图出”等凶兆，唐玄宗承接远古贤帝，将尧出生地设为千秋县。后来，天宝七年（公元748）三月乙酉日，皇都大同殿柱上生出灵芝等异事，群臣在蒲月壬午日联奏：皇恩浩大，冲动上天，皇上生日“千秋节”，千秋万代有限，期看皇上适应天道，改为“天长节”，让大唐山河海枯石烂，皇上与六合同生，应与六合齐寿。
于是八月己亥日颁诏：“千秋节改为天长节，千秋县随之易为天长县，”天长县的规模自此确定后，历朝无大改变，其建置不断延续至今。清道光年间，传说天长举人戴兰芬因“天长第九（地久），代代（戴）兰芬”的不祥名字而高中状元，代替了第一名高邮的史球（死囚），其时皇上问“天长有多长”面试戴状元，戴兰芬机智地答复“皇上问天有多长，来时渐渐未及量，冬至到时天就短，夏至到时天最长。
”史载，戴兰芬二十年中凭不学无术第七次才考上状元，并不是传说所言。
中华民国3年（1943）划天长县属安徽省淮泗道，民国32年（1943）天长与高邮合并为天高县。1946年6月29日，苏皖边区政府为纪念罗炳辉将军成立淮南解放区之功绩，特令天长县改为炳辉县。
1948年12月15日天长初次解放，正式改天高县为炳辉县。1960年1月5日，根据国务院规定，复改为天长县，属滁县地域。1993年9月18日经国务院批准撤销天长县，设立天长市（县级）。