明成祖永乐元年至宣德八年（1403～1433年），明朝设置海剌儿千户所（今海拉尔区、鄂温克族自治旗），隶属奴儿干都司。
[28]清崇德四年至五年（1639年—1640年），为在黑龙江中上游以北的广大地区建立起巩固的统治，皇太极发动了征服索伦部的战争，最终统一了索伦诸部，派军队在黑龙江北岸的索伦村屯驻守，将鄂温克部落以氏族为单位编成佐，任命氏族酋长为章京（佐领），并规定了索伦部众按时向盛京纳贡的义务。
每个鄂温克男丁，都要交纳貂皮一张作为贡赋。
通过这一系列的措施，清朝在黑龙江以北索伦部的广大地区建立起有效的统治。
清顺治年间，鄂温克人南迁到嫩江流域，理藩院任命达如汉布勒、扎木苏等人为首领，授予副都统印信，直接管辖鄂温克等族事宜。
清雍正十年（1732年），清政府将布特哈（满语，意为打牲）的5个阿巴（围场）和3个扎兰（满语，连或队之意）的达斡尔、鄂温克、鄂伦春壮丁规定了旗色，编成了布特哈八旗。
同年，由布特哈迁来索伦（今称鄂温克）、厄鲁特、巴尔虎、鄂伦春、达呼尔（今称达斡尔）兵丁3000名，编入八旗，驻防呼伦贝尔，城址定于“海兰儿（海拉尔）”，命名“呼伦贝尔城”。
清乾隆八年（1743年），设置呼伦贝尔副都统衔总管。
清乾隆五十五年（1790年），杜尔伯特太吉率三氏蒙古族厄鲁特部迁锡尼河流域，也被编入索伦八旗。
民国六年（1917年）后，苏联境内的部分蒙古族布利亚特部迁至伊敏河、锡尼河一带。
民国十年（1921年），建布利亚特旗。
民国十七年（1928年），建厄鲁特旗。
东北沦陷后，伪满洲国撤黑龙江省。
将索伦八旗、布利亚特旗、厄鲁特旗合并建索伦旗，隶属于兴安北省。
时索伦旗范围包括当代鄂温克族自治旗全境以及当代免渡河镇、牙克石市市区、特尼河苏木、海拉尔区建设街道和哈克镇。
民国三十四年（1945年），划入呼伦贝尔自治省。
民国三十七年（1948年），呼伦贝尔自治省改称内蒙古自治区呼伦贝尔盟。
1958年8月1日，改称鄂温克族自治旗。
1968年2月，自治旗革命委员会成立。
1969年8月1日，鄂温克族自治旗随呼伦贝尔盟划归黑龙江省管辖。
1979年7月1日，随呼伦贝尔盟重新划归内蒙古自治区。
1980年12月，撤销旗革委会，恢复旗人民政府。
2001年10月，呼伦贝尔盟撤盟设市，鄂温克族自治旗由呼伦贝尔市管辖。