山口県道・島根県道3号新南陽津和野線
1954年1月20日 建設省(当時)告示第16号により山口県道・島根県道徳山日原線が主要地方道に認定される。
1954年11月16日山口県告示第761号および1955年2月4日島根県告示第62号により山口県道・島根県道徳山日原線が認定される。
1966年1月1日 沿線に存在した都濃郡都濃町が徳山市(当時)に編入される。
1970年11月1日 都濃郡南陽町が市制施行して新南陽市に移行する。
1972年3月21日 山口県告示第212号及び島根県告示第210号により山口県道・島根県道新南陽日原線に改称される。
1972年8月1日 島根・山口両県の県道番号再編に伴い山口県道・島根県道3号新南陽日原線に改称される。
1993年(平成5年)5月11日 - 建設省から、県道新南陽日原線が新南陽日原線として主要地方道に指定される。
2003年4月21日 新南陽・徳山両市と熊毛郡熊毛町、都濃郡鹿野町が対等合併して周南市が発足したことに伴い起点の地名表記が変更される(新南陽市政所2丁目→周南市政所2丁目)
2005年9月25日 鹿足郡津和野・日原両町が対等合併して改めて鹿足郡津和野町が発足したことに伴い終点の地名表記が変更される(鹿足郡日原町枕瀬→鹿足郡津和野町枕瀬)。
2005年10月1日 鹿足郡六日市町と柿木村が対等合併して鹿足郡吉賀町が発足したことに伴い、経由地の地名が変更される(鹿足郡柿木村→鹿足郡吉賀町)。
2006年3月22日 山口県告示第159号および同年3月31日島根県告示第362号により現行の路線名称に変更される。