본래 행정의 중심지로 발전한 곳이 아니고 포구로서 성장한 곳이었다. 고려 성종 때 조세미를 수송하기 위하여 이곳에 통양창(通陽倉)을 설치하였다. 조창을 중심으로 사람과 물산이 집산하게 되니 여기에 삼천리라는 새로운 마을이 생기게 된 것이다.
통양창이 개성에서 수로 3,000리나 되는 먼 곳이라 하여 이러한 지명이 생겼으며, 여기가 삼천포의 근원이라고 전하여 왔다. 1488년(성종 19) 삼천진(三千鎭)을 설치하고 진성을 쌓아 방비를 강화하였다. 삼천진은 1619년(광해군 11) 고성현 산양면(지금의 경상남도 통영시 산양면) 영운리로 옮기고 진성을 축성하였다.
1895년 지방관제 개정으로 사천군이 되면서 삼천리는 삼천리면으로 승격되었다. 그리고 1914년 삼천리면을 수남면으로 개칭하고, 1918년 문선면과 수남면을 합하여 삼천포면으로 하였다가 1931년 읍으로 승격시켰다. 광복 후 1956년 삼천포읍이 남양면을 편입하여 시로 승격하여 삼천포시가 되었다.
1988년 당시 삼천포시의 면적은 58.81㎢, 인구는 6만 4464명, 27개 동이 있었으며, 시청소재지는 벌리동이었다. 삼천포와 관련하여 ‘잘 나가다 삼천포로 빠진다’는 부정적 의미의 속담이 있다. 삼천포시는 1995년 5월 10일 행정구역개편에 따라 당시 사천군과 통합되어 사천시가 되었다.