960年，赵匡胤称帝，建号宋，终于结束了五代十国长期分裂割据的局面。太祖建隆元年（960），益阳属湖南路潭州长沙郡。《元丰九域志》称，宋时益阳县内辖有8乡。宋神宗熙宁五年（1072），以益阳梅山等地分置新化、安化两县。《宋史·神宗本纪》载：“五年章惇开梅山，置安化县。”《益阳地区志》称其时，“粮食生产发展，蚕桑业较为发达，全县每年以488斤蚕丝代税，县城成为著名竹木商埠和竹器市场”。
北宋时，由于北方社会动荡，战乱不休，加之黄河泛滥形成洪泛区，导致大批灾民南迁。《宋史·食货志》记载，荆南一带“户口稀少，且皆江南狭乡，百姓扶老携幼，远来请佃”。北宋中后期，始建于东晋年间的荆江大堤逐渐向沙市下游发展，大致在元代初期形成规模。荆江大堤以长江为界划成荆湖北路和荆湖南路，历史上第一次将古楚地一分为二，史称“两湖分家”。江汉平原围垦出的数百万亩良田，以及洞庭湖平原新开辟的土地，吸引了长江沿岸和北方南下大量人口的迁居。
从北宋开始，资本主义在东南沿海萌芽，中国经济重心逐渐南移。长江流域洞庭以南的益阳，吸引大量人口聚集，市井繁荣，工商末业逐渐兴盛。宋代的益阳县邑，继续呈点状向西延伸。商埠已从东门外与岐头市相连，但多集中在志溪河红船埠（亦名红砖埠）对岸。城区与商埠之间有部分寺庙和零星分布的店铺，一直到了窑湾。唐代岐头市一带兴起了以烧制砖瓦坛罐为主的窑货业，并以窑湾命名，其在宋代获得了进一步发展。
宋元时益阳城池在哪里？建于宋，初为学宫，后改为圣庙的文昌阁能够提供比较可靠的线索。这所元末毁于兵祸，明洪武十三年（1380）于原址重修的文昌阁，分前、中、后三殿，雕梁画栋，飞檐翘角。今仅存中殿，自然已不是宋时旧貌了。“如果当年宋时学宫至清时文昌阁几经毁坏又重建都不曾改址，那么这里就是益阳宋元时的城池范围，而益阳明清城就是建在宋元故城的废墟之上。”这个推断当是合乎情理的，亦是可靠的。
随着市井繁荣和城邑扩容，城防设施规模始备。当时，张咏作为益阳县令，曾亲率军民在城堤上抗洪救灾，并收到较好效果。为了表达对张咏的感戴，益阳人特地在贺家桥兴建了压波亭以作纪念。另外，北宋文人苏轼、黄庭坚以及南宋名臣李纲都曾到过益阳，并留下诗作传世。
宋初清明的政治，促进了生产发展和社会进步，将中国瓷器制造推向一个全新的境界。作为宋代走向世界的代名词，China，这种浴沐水火的艺术品所表现出的精致和雅静，以及细腻的世俗情怀，不由不让人赞叹和折服。益阳宋元以前的史料，县志已无留存，人们只能把目光投向考古发掘来得到求证。
益阳宋墓的出土器物，比例最高的自然是瓷器，涵盖不同的窑口和不同的品系。1985年，赫山区大海塘出土了青白瓷碟、碗、高足杯等器物。经鉴定，均为影青瓷，以转枝花叶和缠枝花叶刻饰，产地为江西景德镇。其中一件酱釉唾盂为四大官窑之一的定窑所出，堪称珍品。而让益阳人引以为豪的，当是一款1975年桃花仑清理出的青白瓷碟和盅的组合，专家们断定它们都是益阳窑所烧制。
益阳窑是指益阳市东南15公里外的羊舞岭窑系。“这里树木茂密，盛产瓷土和釉料。窑址附近有一条古河道与洞庭湖水系的烂泥湖相连。”与长沙铜官窑相距仅60公里，生产与外运结合完美，这些因素催生了益阳窑几个世纪的繁荣与兴盛。置身于羊舞岭与石笋交界的高处，方圆二十里的丘陵浅冈上，分布着几十处古窑址。其数米厚的瓷片和窑具的堆积物，可以构想当年窑厂规模是多么惊人。
早期益阳窑，走的是平民路线，器形为实用的生活器具，如碗、碟、盘、杯、壶、盏等。元代末期，开始烧制青花瓷。这些厚重、古拙而略显暗淡的各类青花瓷，以简洁、自然的纹饰记录了一个个时代的沉浮变迁。益阳窑一直延续到明末，才停止包括青花瓷在内的瓷器生产。
1279年，忽必烈灭南宋建元朝，置路。元成宗元贞元年（1295），以益阳县有民万户升为益阳州，属潭州路。天历二年（1329），随潭州路改为天临路。新编《益阳县志》记载：“元代至元年间（1264—1294），县境湖区始修河皮、油麻等12垸，全县经济发展，人口增长。”
宋元时期，益阳城区屡遭兵灾。南宋建炎三年（1129），洞庭湖一带爆发钟相、杨幺起义。钟相部将杨钦攻入益阳，杀县令袁显。1130年，益阳县治迁往沧水铺，翌年回迁。同治《益阳县志·武备志》载：“高宗建炎三年，湖贼寇益阳。”“高宗建炎三年，湖贼杨幺大寇益阳，杀袁显。”同治《益阳县志·营建志》载：“唐移今治，宋建炎四年，移治沧水铺，五年旋复。”绍兴元年（1131），张浚驻潭州，遣岳飞到益阳镇压起义军。岳飞施美人计，派牛皋攻城，杨钦轻敌自傲，恋色贪财，被官兵战败投降。南宋理宗宝祐元年（1253），安化人周龙、张虎起兵反叛，一度占领并掳掠了益阳。上述南宋时期在益阳发生的一系列战事，不仅进一步加速了益阳城邑的毁损，也使刚有起色的窑湾窑货业毁于一旦。
南宋恭帝德祐元年（1275），蒙古军队南侵，阿里海牙兵围潭州，游击益阳，使益阳城惨遭铁蹄蹂躏。元朝占据益阳时，虽人口大增，甚至将县衙升格为州建制，但益阳城池未得以全面恢复。
最不幸的是，元顺帝至正十二年（1352），江南淘金农民参加红巾军进攻益阳城，遭到元军抵抗，一场大火将益阳城大部分化为乌有，废墟遍地，满目悲凉。相传鲁肃城延续千余年的根脉全断，鲁肃城完全变成鲁肃堤了，由三国时期演变来的益阳故城，只能在人们的记忆中加以复活。
宋代是崇文重儒的时代，也是理学滥觞的时代。以岳麓书院为阵地，孕育和引领了以“经世致用”和“义利并行”为内核的湖湘文化。在益阳，随着洞庭湖洪涝灾损引发的湖南与湖北之间地方矛盾的加深，以及梅山蛮归顺中央朝廷后提振风俗、修明教化等社会需求的扩大，朝廷修建了文庙，不仅使儒家道义在百姓中得以巩固，也为湖湘地域文化在益阳兴盛获得了平台。宋仁宗庆历元年（1041），进士黄照创办的松风书院开启了益阳书院的先河，尔后，书院的修建渐成风气。宋元以后，益阳大小书院最多达近二十家。书院文化的勃兴，为近现代湖湘文化的繁荣，益阳人才的“井喷”以及现代教育的发展作出了巨大贡献。
