Первые сведения о Сосновке появились в 1640 году, во времена царствования Михаила Романова на бойком торговом тракте Козлов-Моршанск, там, где он пересекал тихую полноводную речку Сосновочку, недалеко от впадения ее в реку Челновую, два свободолюбивых рязанских крестьянина, бежавших от своего помещика, укрылись в этих местах, построили землянки и положили начало летоисчислению Сосновки.
В 1650 году не месте первых поселений стояли уже 18 изб (ныне улица Гражданская). В конце XVII века в Сосновке насчитывалось уже более 100 дворов. Население Сосновки занималось земледелием и скотоводством. Обилие пастбищ и угодий позволяло разводить крупный рогатый скот, лошадей и других животных. В XVII веке с ростом населения Тамбовского края (в конце XVII века только в Сосновке было более 100 дворов, а в XVIII веке - 286 дворов), начали расти и крупные землевладения помещиков и монастырей. Цари и царицы одаривали десятками и сотнями десятин своих приближенных.
Екатерина II пожаловала большую часть Сосновки Христофору Ивановичу Бенкендорфу, а другую часть камер-юнкеру князю Павлу Сергеевичу Голицыну. Еще в период царствования Петра I в Сосновке начали устраиваться большие весенние ярмарки по продаже лошадей. На них приезжали купцы не только из соседней округи, но и из других стран Польши, Германии и др.
В 1905 году в Сосновке был построен винокуренный завод. В 1908 году по инициативе прогрессивного по тому времени врача Андрея Дмитриевича Запольского в Сосновке была открыта гимназия До революции Сосновка была большим базарным селом. Здесь был сосредоточен центр администрации - становой пристав, жандармерия. Лавки, магазины принадлежали торговцам. В 1928 году несколько волостей были объединены в Сосновский округ в составе Козловского округа ЦЧО. С 1930 года входил непосредственно в ЦЧО, с 1934 года - в состав Воронежской области. С 1937 года по 1939 год относился к Рязанской области.
С февраля 1939 года включен в Тамбовскую область. В современных границах существует с 1965 года.