秦始皇三十三年（前214），置夜郎县于今县境西部，属象郡。
汉代属夜郎国、牂牁郡地。
梁天监年间，置建昌县，侯景叛乱后，侨置夜郎郡，隶武州。
隋开皇元年（581）废南阳郡置寿州于石阡。
开皇十八年，改寿州为充州。
唐武德三年（620），复置充州。
武德四年，重置夜郎县。
唐贞观四年（630）置夷州。
宋大观三年（1109），复置都上县。
元世祖至元年间置石阡军民长官司，隶思州宣抚司。
明初改石阡长官司隶思南宣慰司。
明永东十一年（1413）置石阡府，辖龙泉葛彰葛商，苗民，石阡正、石阡副五长官司。
万历二十九年（1601）改龙泉长官司为龙泉县。
清康熙二年（1663）裁葛彰葛商长官司。
五十年裁苗民长官司。
雍正八年（1730）裁石阡正司。
领龙泉县、副长官司。
1914年石阡改府为县。
属黔东道。
1935年属第九行政督察区。
1937年属第一行政督察区。
1943年属第六行政区。
1949年11月15日，石阡解放。
1950年2月8日，石阡县人民政府成立。
1970年隶属铜仁地区。
2024年属铜仁市。
2024年，石阡县部分乡镇行政区划调整，形成辖3街道6镇10乡的格局。