При Екатерине II Землянск получает статус уездного города. 21 сентября 1781 года Екатериной II утвержден герб города Землянка. Его описание: «В верхней части щита герб Воронежский. В нижней – пять летящих перепелок в золотом поле, каковыми птицами сей город славится». А в 1786 году ею был утвержден план застройки города. Радиально-кольцевое расположение улиц напоминает план Москвы.
В середине ХIХ века по количеству населения Землянский уезд занимал среди 12 уездов Воронежской губернии шестое место. В 1859 году в уезде насчитывалось 326 селений и проживало 152072 человека. Уезд занимал часть территории Семилукского и Рамонского (современных) районов Воронежской области, частично захватывал современные Курскую и Липецкую области. Декретом от 4 января 1923 года Землянский уезд был ликвидирован, а его территория распределена между Воронежским, Нижнедевицким и Задонским уездами.
В 1928 году в составе Центрально-Черноземной области (ЦЧО) был образован Землянский район. Границы района неоднократно изгонялись, упразднён в 1963 году. Районным центром являлось село Землянск.
В разное время в Землянске проживали: композитор Илья Алексеевич Шатров, крупный русский зоолог путешественник Северцов Николай Алексеевич, воронежский краевед Воскресенский Николай Васильевич, автор биографических заметок о писателе Л. Н. Толстом – Русанов Гавриил Андреевич, академик исторической живописи Новоскольцев Александр Никонорович, народная сказительница Барышникова Анна Куприяновна, писатель Владимир Матвеевич Бахметьев, Бахметьев Михаил Матвеевич – журналист, ученый микробиолог Терских Василий Ильич, академик невропатолог Сепп Евгений Константинович, Герой Советского Союза Леженин Алексей Иванович, спортсмен, чемпион СССР Меркулов Василий Прокофьевич, Усачев Вячеслав Павлович – зам. министра просвещения СССР, Сухарев Александр Яковлевич – министр юстиции СССР, Потапов Анатолий Иванович – министр здравоохранения РФ, Ключников Владимир Иванович – председатель Воронежской областной думы.
