อำเภอท่าม่วงจัดตั้งขึ้นเมื่อปี พ.ศ. 2441 ที่บ้านท่าไม้รวก ตำบลม่วงชุมในปัจจุบัน โดยเริ่มแรกเนื่องจากอำเภอที่ตั้งขึ้นมีอาณาเขตติดต่อกับ "วัดใต้" (วัดมโนธรรมารามในปัจจุบัน) จึงตั้งชื่ออำเภอว่า อำเภอใต้ ต่อมาความเจริญของลำน้ำเปลี่ยนไป ประชาชนอพยพลงมาทางใต้ เพราะบริเวณท่าไม้รวกเดิมเป็นลำน้ำคด ไม่สะดวกในการสัญจรของเรือ แพ จึงย้ายที่ว่าการอำเภอมาตั้งใหม่บริเวณใกล้กับวัดศรีโลหะราษฎร์บำรุง และตั้งชื่ออำเภอใหม่ว่า อำเภอวังขนาย

ต่อมา พระวรภักดิ์พิบูลย์ นายอำเภอสมัยนั้นเห็นว่าอำเภอนี้ควรตั้งชื่อให้สอดคล้องกับความเป็นจริง เพราะอำเภอตั้งอยู่ในเขตพื้นที่ตำบลท่าม่วงและอยู่ท้ายตลาดท่าม่วงซึ่งเป็นตลาดใหญ่ จึงขออนุญาตเปลี่ยนชื่อจากอำเภอวังขนายเป็น อำเภอท่าม่วง ตามชื่อตำบลที่ตั้ง โดยมีผลตั้งแต่ในปี พ.ศ. 2482 จากนั้นในปี พ.ศ. 2489 ได้ย้ายที่ว่าการอำเภอมาอยู่ที่ตั้งปัจจุบัน เนื่องจากอาคารที่ว่าการอำเภอเดิมมีขนาดเล็กคับแคบและชำรุดทรุดโทรม ไม่สามารถขยายได้

• วันที่ 1 มีนาคม 2467 โอนพื้นที่ตำบลวังศาลา อำเภอท่ามะกา ไปขึ้นกับ อำเภอวังขนาย[1]
• วันที่ 31 มกราคม 2474 ยุบตำบลหนองขาวดอนประดู่ รวมกับตำบลหนองขาวบ้านกล้วย อำเภอวังขนาย และเปลี่ยนแปลงชื่อตำบล เป็น ตำบลหนองขาว[2]
• วันที่ 28 มีนาคม 2480 โอนพื้นที่หมู่ 3 (ในขณะนั้น) ของตำบลท่าม่วง ไปขึ้นกับตำบลม่วงชุม และโอนพื้นที่หมู่ 7,8 (ในขณะนั้น) ของตำบลท่าม่วง ไปขึ้นกับตำบลทุ่งทอง[3]
• วันที่ 17 เมษายน 2482 เปลี่ยนแปลงชื่ออำเภอวังขนาย จังหวัดกาญจนบุรี เป็น อำเภอท่าม่วง[4]
• วันที่ 10 มิถุนายน 2490 ตั้งตำบลวังขนาย แยกออกจากตำบลท่าม่วง ตั้งตำบลทุ่งทอง แยกออกจากตำบลท่าม่วง ตั้งตำบลท่าตะคร้อ แยกออกจากตำบลพังตรุ ตั้งตำบลม่วงชุม แยกออกจากตำบลเขาน้อย[5]
• วันที่ 17 กันยายน 2498 จัดตั้งสุขาภิบาลท่าม่วง ในท้องที่บางส่วนของตำบลท่าม่วง[6]
• วันที่ 31 มกราคม 2504 โอนพื้นที่หมู่ 4,5 (ในขณะนั้น) ของตำบลพังตรุ ไปตั้งเป็นหมู่ 6,7 ของตำบลท่าตะคร้อ[7]
• วันที่ 18 ธันวาคม 2505 จัดตั้งสุขาภิบาลสำรอง ในท้องที่บางส่วนของตำบลพังตรุ[8]
• วันที่ 30 กรกฎาคม 2510 ก่อสร้างเขื่อนวชิราลงกรณ และวางศิลาฤกษ์
• วันที่ 24 มิถุนายน 2512 จัดตั้งสุขาภิบาลหนองขาว ในท้องที่บางส่วนของตำบลหนองขาว[9]
• วันที่ 22 กันยายน 2513 ตั้งตำบลหนองตากยา แยกออกจากตำบลพังตรุ และตำบลบ้านใหม่[10]
• วันที่ 8 สิงหาคม 2515 ตั้งศูนย์การฝึก กรมการขนส่งทหารบก[11]
• วันที่ 5 กันยายน 2517 เปลี่ยนแปลงเขตเทศบาลเมืองกาญจนบุรี เพื่อประโยชน์ในการบริหารกิจการ และการทะนุบำรุงท้องถิ่น[12] โดยขยายเขตเทศบาลเมืองเข้าเขตท้องที่บางส่วนในตำบลท่าล้อ
• วันที่ 31 มกราคม 2527 เปลี่ยนแปลงเขตสุขาภิบาลสำรอง เพื่อความเหมาะสมในการบริหารกิจการ และการทะนุบำรุงท้องถิ่น[13]
• วันที่ 2 พฤษภาคม 2532 จัดตั้งสุขาภิบาลหนองตากยา ในท้องที่บางส่วนของตำบลหนองตากยา[14]
• วันที่ 25 พฤษภาคม 2542 ยกฐานะจากสุขาภิบาลท่าม่วง สุขาภิบาลสำรอง สุขาภิบาลหนองขาว และสุขาภิบาลหนองตากยา เป็นเทศบาลตำบลท่าม่วง เทศบาลตำบลสำรอง เทศบาลตำบลหนองขาว และเทศบาลตำบลหนองตากยา ตามลำดับ
• วันที่ 13 กรกฎาคม 2544 เปลี่ยนแปลงชื่อเขื่อนวชิราลงกรณ จังหวัดกาญจนบุรี เป็น เขื่อนแม่กลอง