清乾隆三年（1738），临洮府移驻兰州，改称兰州府，改兰州为皋兰县，为府治，始有“皋兰县”之名，1913年并兰州府、巩昌府为兰山道，领15个县。
1927年，废道改区，改省、县两级制，皋兰县隶属于省。
1941年7月1日，画出皋兰县城区及近效16平千米的区域成立兰州市。
市在县内，故有“先有皋兰县，后有兰州市”之说。
1949年，皋兰县解放，直隶于甘肃省行政公署。
同年12月1日，兰州市辖皋兰县。
1956年1月，皋兰县划归定西专区管辖。
1957年8月，皋兰县治迁至石洞寺，今皋兰县界域自此时开始形成。
1958年12月20日，撤销皋兰县，1961年12月15日，经国务院批准，以原皋兰县行政区域恢复皋兰县。
1970年3月25日，定西专区皋兰县划入兰州市管辖，为兰州市辖三县之一。