战国时燕昭王二十九年（前283）起始归属渔阳郡。
汉高祖十二年（前195）始设平谷县，仍属渔阳郡。
西汉末期，在今平谷西北置滑盐县。
新朝王莽改滑盐为匡德。
东汉复名滑盐县，撤滑盐入平谷。
东汉末期建安十八年（213）改渔阳属广阳郡。
三国魏黄初四年（223）为燕郡辖县，太和六年（232）为燕国属县。
西晋初撤平谷县，后复置为燕国地。
后赵平谷县改属渔阳郡。
北魏太平真君七年（446）撤平谷入潞县。
后于今平谷地区北部置要阳县（治所在今本区镇罗营镇上镇附近），属安州密云郡。
东魏撤要阳县。
隋改属渔阳郡无终县（郡县治所同在天津市蓟县）。
唐武德元年（618）属檀州（今密云境内），设大王镇（今平谷县城）。
五代燕应天元年（911）改属蓟州渔阳县（今天津市蓟县）。
金大定二十七年（1187）升大王镇为蓟州平峪县。
元至元二年（1265）将平峪县并入渔阳县。
至元十三年（1276）复置，改称平谷县，仍属蓟州。
明洪武九年（1376）平谷县属北平府蓟州，十年（1377）将平谷并入三河县，十三年（1380）复置平谷县。
永乐元年（1403）改属顺天府蓟州。
清康熙二十七年（1688）属京师顺天府北路厅。
雍正四年（1726）改属霸昌道。
乾隆八年（1743）改属直隶顺天府。
民国元年（1912）沿袭清制。
1928年改属国民政府河北省。
民国二十四年（1935）属河北省冀东道。
1941年改属河北省燕京道。
1946年独立建制。
1949年8月属河北省通县专区。
1958年3月改属唐山专区。
1958年10月20日，将河北省平谷县划归北京市。
2002年，平谷县改区。