潢川古為光國。《光州誌·點校本》記載：“黃帝之子二十五人，為姓壹十有二，其結姓分國，見之於古籍者，壹曰光。”《國名紀》雲：“《春秋圖》有光國，今光州是也。”《禹貢》載：“為揚州之域，三代因之，春秋時為黃國。”
春秋時為黃國。是中華黃姓發源地；戰國四公子之壹，楚相春申君黃歇故裏。魯僖公十二年(公元前648年)，楚滅黃，黃地入楚。 黃國雖立國久長，但在歷史上不過是壹個勢力不大的彈丸小邦。兩周之際，隨著楚國日益強大，不斷向四周擴張勢力，黃國與隨國（在今隨州）結成同盟，***同抵抗楚國的威脅和侵略。“《十三州誌》雲：黃不事楚，曰：自郢及我九百裏，焉能害我？”正是黃國的大意以及黃、隨的抵制惹惱了楚國，最終導致“魯僖公十二年，楚滅之。”因而今潢川在戰國時期屬楚。
秦並諸侯，分全國為36郡，今潢川地屬九江郡。
西漢初(公元前206年）置弋陽縣，隸汝南郡。 東漢初(公元26年)改弋陽為弋陽侯國，仍隸汝南郡。
三國時黃國故城期，魏文帝黃初元年置弋陽郡，弋陽縣為郡治。
南北朝時期：宋武帝永初三年（422年）弋陽郡轄弋陽、期思、安豐3縣；文帝元嘉二十五年（448年）以蠻民居地立茹由、樂安、光城、雩婁、邊城、史水、開化7縣，均隸弋陽郡；孝武帝大明元年（457年）分弋陽郡立光城左郡，八年（464年）省光城左郡為縣，仍隸弋陽郡；齊高帝建元元年（479年）弋陽郡領弋陽、期思、南新息、上蔡、平輿5縣；武帝永明十三年（495年）弋陽郡屬北魏，只領弋陽1縣；梁武帝太清元年（547年）在南光城郡置光州，治光城縣（今河南省光山縣）；簡文帝大寶元年（550年）弋陽縣歸屬北齊；北齊武平元年（570年）省北弋陽入南弋陽，更名定城縣，治今潢川南城；陳宣帝十壹年（579年）北周攻占定城，改弋陽郡為淮南郡，省定城為郡治。 南北朝時期戰爭頻繁，較多時期內以淮河為界，北朝占據淮北，南朝占據淮南（光州位於淮南）。各朝或為安置流亡人口而僑置州縣，或為招納士族而虛設官銜，州郡越變越小，縣越來越多，甚至有名無實，直至隋朝才漸趨穩定。值得壹提的是，南朝梁設置的光州，盡管後來名稱多變，卻是唐至清代都比較穩定的地方政權。
隋文帝開皇元年（581年）廢淮南郡，復置定城縣，仍隸弋陽郡。
唐代光州屬淮南道。唐高祖武德三年（620年）改弋陽郡為光州，以定城為弦州，領定城縣；太宗貞觀元年（627年）廢弦州復光州，屬淮南道，領定城、殷城（今商城）、光山、樂安、固始5縣。 唐睿宗太極元年（712年）光州州治由光山遷至定城，州轄定城、光山、固始、仙居、殷城5縣，隸淮南道；弦宗天寶元年（742年）改光州為弋陽郡；肅宗乾元元年（758年）復為光州，隸淮南道。
五代十國期間：五代十國時期，光州轄縣仍舊與唐相同。梁太祖開平元年（907年）光州歸後梁，乾化二年（912年）屬吳國；後晉高祖天福二年（937年）隸南唐；後周世宗顯德五年（958年）歸後周。
兩宋時期光州均隸屬淮南西路。 太宗至道二年（997年）領定城、固始、仙居（南宋時省入光山縣）、光山4縣，原殷城縣先改稱商城縣，後廢縣改為商城鎮，並入固始縣。仁宗皇祐三年（1051年）光州隸淮南西路；徽宗宣和元年(1119年)光州升為光山軍，不久又屬光州；紹興二十八年(1158年)宋高宗為避金太子光瑛諱，改光州為蔣州，定城均為州郡治；理宗嘉熙元年(1237年)兵亂，光州徙治金剛臺。
元代，世祖至元十年（1273年）置光州招討司，十二年光州屬黃蘄州宣慰司，二十三年劃歸淮西道宣慰司，三十年光州改為汝寧府，領定城、光山、固始3縣。
明代，太祖洪武元年（1368年）省定城為光州治，四年光州改屬中部臨濠府（治今安徽省鳳陽縣），十三年仍屬汝寧府，原定城縣省去，由光州管實土；光州管轄範圍擴大到息縣。州領三縣：固始、光山、息縣；憲宗成化十壹年（1475年）析固始置商城，隸光州，光州轄光山縣、固始縣、息縣、商城縣。
清代，初期光州領屬沿襲明治，雍正二年（1724年）升光州為直隸州，直隸河南布政使司，仍領光山、固始、息縣、商城4縣。
民國二年（公元1913年），廢州設道，光州改為豫南道（民國三年改為汝陽道），州治更名潢川。光州下轄光山縣（今光山縣、新縣），固始縣（今固始縣、淮濱縣南部），商城縣，息縣（今息縣、淮濱縣西部）。民國十七年，為第三行政區治所，轄潢川、光山、固始、息縣、商城、信陽、羅山、正陽八縣；民國二十壹年，為河南第九行政督察專員公署，轄潢川、光山、固始、息縣、商城、信陽、羅山、經扶縣（今新縣）八縣。
1949年1月31日 潢川解放，設潢川專區，轄潢川、光山、固始、商城、息縣、淮濱、新縣七縣。1952年，潢川及其轄縣並入信陽地區。2005年，列為省擴權縣。2009年，列為第三批省直管縣（財政直管，完全享受省轄市的經濟和部分社會權限）。2010年6月12日，信陽市成立了常務副市長領銜的“潢光壹體化”領導小組，指導兩縣壹體化進程。