托克托县早在五六千年前的新石器时代，就有人类在此繁衍生息。
是内蒙古人类发祥地之一，内蒙古最早有人类的地方是托克托县和赤峰，分别被命名为“海生不浪文化”和“红山文化”。
托克托县早在战国赵武侯时代就有了城池，古城已有近2400年历史。
周安王十二年（前390年），赵武侯在此筑云中城。
赵武灵王十九年（前307年），赵武灵王置云中郡并改革军制，实行“胡服骑射”。
秦统一六国后，在全国设三十六郡，其中的云中郡就位于托克托县境内。
唐王朝建立后，为了抗击后突厥的南侵，于景龙二年（708年）在黄河北岸的阴山以南地带兴筑了三座受降城，其中东受降城城址就在今托克托城内的“大皇城”。
唐宝历元年（825年），根据振武节度使张帷清的建议，将东受降城迁至北魏时期的盛乐城和林县上土城子北面。
辽之初，将胜州城人民迁移到黄河东岸进行安置，重新修缮了城垣，并命名为东胜州。
金代，元代沿袭辽制，仍在此设置了东胜州。
元王朝统一全国后，在东胜州至中兴府（今宁夏银川市）之间的黄河上，设立了水路驿站。
明朝前期，置一县两卫。
即云内县，东胜卫和镇虏卫。
明嘉靖年间，今县境并入土默特。
阿拉坦汗的义子“脱脱”驻牧东胜卫城，托克托之名由此得来清代中期起，大量的汉族人走西口来到土默川一带，特别是实行移民实边政策后，托克托一带地方已全部放垦。
清乾隆六年（1741年），在呼和浩特设置归绥道，同时在托克托城设置协理通判，由归绥道管领，负责处理汉人事务。
清乾隆二十五年（1760年），改为托克托理事同知厅，简称为托克托厅。
清光绪十年（1884年），又改称托克托县。
民国元年（1912年），延用原来托克托县名，简称托县。