Vào khoảng năm Canh Tuất (1370) đời vua Trần Nghệ Tông, niên hiệu Triệu Khánh, đến năm Đinh Hợi (1407) đời Trần Ngổi, niên hiệu Vĩnh Lạc, tiếp đến thời thuộc Minh, từ 1408 đến 1427, huyện Tam Dương, gọi là huyện Dương thuộc phủ Tuyên Hoá. Đời vua Lê Thánh Tông (1460) niên hiệu Quang Thuận thứ nhất, vua ban địa danh là Tam Dương, đặt vào phủ Đoan Hùng, trấn Sơn Tây. Theo điều ghi lại ở tấm bia số 6 “Từ đường bi ký phụ gia huấn” gắn ở đầu đốc bên phải nhà tiền tế của đền Phú Đa (Vĩnh Tường) năm 1767, niên hiệu Cảnh Hưng thứ 28, đời vua Lê Hiển Tông, Tam Dương còn được gọi là Tử Dương, do phủ Đoan Hùng kiêm lý. Năm Canh Dần (1830), niên hiệu Minh Mạng thứ 11, đời Nguyễn Thánh Tổ, huyện Tam Dương thuộc phủ Đoan Hùng, trấn Sơn Tây. Niên hiệu Thành Thái thứ 11, năm kỷ Hợi (1899) huyện Tam Dương thuộc tỉnh Vĩnh Yên.