西汉甘露二年 (前52) 改济阴郡置，治所在定陶县 (今山东定陶县西北四里)。辖境相当今山东菏泽市及定陶、东明等县地。黄龙元年 (前49)复为济阴郡。河平四年 (前25) 复置定陶国，建平二年 (前5) 又改为济阴郡。

西汉甘露二年(前52年)，宣帝封皇子嚣为定陶王，改济阴郡置定陶国，治定陶县(今山东定陶县西北)。黄龙元年(前49年)，定陶王徙楚，国除为济阴郡。河平四年(前25年)，成帝徙山阳王为定陶共王，复济阴郡为定陶国。仍治定陶县，辖境相当今山东省鄄城、东明、菏泽等市县及巨野县南部等地。建平二年(前5年)，定陶王景徙信都，国除又为济阴郡。