Die erste urkundliche Erwähnung von Mosel stammt aus einem Dokument aus dem Jahr 1248, in dem ein Herrensitz erwähnt wird, der Fridericus de Musella gehörte. Dieser Herrensitz befand sich mehrere Jahrhunderte im Besitz der Adelsfamilie von der Mosel und wurde mehrfach aufgeteilt. Die erste Teilung des Grundbesitzes erfolgte 1441 mit der Aufspaltung in die Vorwerke Obermosel und Niedermosel. Um 1552 werden beide als Rittergut genannt. 1558 wurde das Rittergut Obermosel in die Rittergüter Obermosel I und Obermosel II aufgeteilt. 1559 entstand bei einer weiteren Teilung der Niedermoseler Erbmasse das Rittergut Mittelmosel, welches zwischen 1663 und 1757 wiederum in die Rittergüter Mittelmosel I und Mittelmosel II geteilt war. Die Rittergüter in Mosel befanden sich bis zu folgenden Jahren im Besitz der Familie:

• 622: Rittergut Obermosel II (Obermosel untern Teils)
• 1744: Rittergut Niedermosel
• 1792: Rittergut Mittelmosel
• 1838: Rittergut Obermosel I (Obermosel obern Teils)

Während die Rittergüter Niedermosel, Mittelmosel I und II und Obermosel II (Obermosel untern Teils) bis 1856 im kursächsischen bzw. königlich-sächsischen Amt Zwickau lagen, gehörte das Rittergut Obermosel I (Obermosel oberen Teils) als Lehen der Herren von Schönburg bis 1878 zur Schönburgischen Herrschaft Glauchau, Amt Hinterglauchau.

Der zum Amt Zwickau gehörige Teil von Mosel wurde 1856 dem Gerichtsamt Zwickau und 1875 der AmtshauptmannschaftZwickau unterstellt. Nachdem auch auf dem Gebiet der Rezesherrschaften Schönburg im Jahr 1878 eine Verwaltungsreform durchgeführt wurde, kam auch der schönburgische Anteil von Obermosel zur Amtshauptmannschaft Zwickau, wodurch der Ort zu einer Gemeinde vereinigt wurde.

Mosel ist ein zweireihiges Waldhufendorf, das über mehrere Jahrhunderte rein landwirtschaftlich geprägt war. Die Industrialisierung setzte in Mosel mit der Eröffnung der Bahnstrecke Dresden-Werdau im Jahr 1858 ein, an der der Ort einen Haltepunkt erhielt. Dieser wurde 1875 als „Bahnhof Mosel“ gewidmet. Er war zwischen 1885 und 1951 Ausgangspunkt der Schmalspurbahn Mosel-Ortmansdorf (Mülsengrundbahn) und seit 1893 Endpunkt der Industriebahn Zwickau-Crossen-Mosel, welche seit 1999 nur noch teilweise genutzt wird. 1865 erfolgte die Gründung der ersten industriell arbeitenden Unternehmen in Mosel, u. a. einer Brauerei, Kies- und Sandgruben und einer Lackfabrik. Durch die zunehmende Industrialisierung des Orts kam es zwischen 1890 und 1914 zu einem vermehrten Wohnungsbau und einem Anstieg der Bevölkerung.

1952 wurde Mosel dem Kreis Zwickau-Land im Bezirk Chemnitz (1953 in Bezirk Karl-Marx-Stadt umbenannt) zugeordnet. Zwischen 1979 und 1989 wurde das Montagewerk des VEB Sachsenring und das Gelenkwellenwerk errichtet. Zwischen 1979 und 1982 entstanden die Plattenbauten an der „Karl-Kippenhahn-Straße“. Seit 1990 gehörte Mosel zum sächsischen Landkreis Zwickau, der 1994 im Landkreis Zwickauer Land aufging. Der Grundstein für das neue VW-Werk nordöstlich des Orts wurde 1990 gelegt. 1992 begann die Verlegung der B93 im Ortsbereich von Mosel. Die zur Schnellstraße ausgebaute Trasse führt in Mosel seitdem durch einen Tunnel. Am 1. Januar 1999 erfolgte die Eingemeindung nach Zwickau, mit der Mosel seit der sächsischen Kreisreform im Jahr 2008 zum Landkreis Zwickau gehört.