战国时期，今卓资县地区属赵国。
秦朝时期，东属雁门郡、西属云中郡。
秦末汉初，为匈奴统辖区内。
西汉高帝十年（前197年），今县境西部属云中郡，东部属雁门郡。
高帝十一年（前196年），新置定襄郡所辖的武皋县，治所约在今卓资县的西北部，今县的大部分地区属定襄郡辖区，东部部分地区仍属雁门郡。
东汉时期，今县南部地区属云中郡，北部及西北部为鲜卑辖区。
魏青龙四年至景元三年（236年—262年），今县境为鲜卑所据。
西晋时期，今县属拓跋鲜卑统辖区。
东晋十六国时期，今县境基本属代政权辖地。
北魏太和二十一年（497年），今县境南部为恒州凉城郡辖地，北部及西北部为武川镇镇戍地。
隋大业元年（605年），改云州总管府为定襄郡（治所今和林格尔县土城子），辖境包括今卓资县地区。
唐朝时期，今县境属关内道单于大都护府。
中唐以后，属振武军节度使。
五代十国时期，卓资县先属后唐天德军，后属契丹应天军。
辽天庆元年（1111年），今县境南部属大同府德州宣德县（治所今凉城县），北部及西北部地区属丰州辖区。
金大定二十九年（1189年），今县境属大同府宣宁（治所今凉城县）北部地。
元朝时期，今县境分属中书省大同路平地县（今察哈尔右翼前旗境）西、宣宁县（今凉城县）北、丰州（今呼和浩特市赛罕区）东。
明洪武八年（1375年），今县境属官山卫（今察哈尔右翼中旗南与卓资县北境交界地）。
万历十年（1582年），今县境属蒙古土默特部辖地。
清康熙十四年（1675年），编属察哈尔右翼正红旗、镶红旗、镶蓝旗辖地。
乾隆十五年（1750年）后，实行“蒙汉分治”“旗厅并存”，蒙民分属察哈尔右翼正红旗、镶红旗、镶蓝旗，隶属察哈尔都统衙门；汉民属宁远厅、丰镇厅、陶林厅，隶属山西归绥道道台衙门。
民国三十四年（1945年）10月，贺龙率军占领卓资山。
同年12月28日，绥蒙政府决定，“因该地踞有龙山之险，划定卓资山地区命名为龙胜县以便于行政管理”。
以卓资山为中心，析原凉城县五区、集宁县四区、陶凉县四区、归凉县北四区合并为卓资县的行政区域。
民国三十五年（1946年）9月，国民党占领卓资山，县废复旧制。
民国三十七年（1948年）9月，贺龙率中国人民解放军收复卓资山。
绥蒙政府决定恢复龙胜县建制。
县境内八苏木印山湾是察哈尔右翼正红旗政府驻地（1950年1月迁驻集宁）；同时察哈尔右翼镶红旗驻卓资山镇东街；察哈尔右翼镶蓝旗政府驻卓资山新民街。
1950年12月，察哈尔右翼镶蓝、镶红两旗合并为绥东镶蓝镶红联合旗政府仍驻卓资山镇新民街。
1952年，因龙胜县与广西属县重名，经中央人民政府内务部批准，更名为卓资县，隶属集宁专员公署。
1954年3月5日，经国务院批准撤销陶林县和绥东四旗中心旗、镶蓝镶红联合旗，设立察哈尔右翼前旗、中旗、后旗。
在按照3月19日“内蒙古自治区人民政府《关于结束绥东旗县并存划界方案》的命令”调整区划时，将卓资县北部的金盆、转经召、三道沟3个乡及东胜乡的一半地区划归察哈尔右翼中旗；将卓资县的八音沟、大卜沟2个乡及金城洼乡的大部分自犬归察哈尔右翼前旗。
同时，将原绥东行钠欤ㄕ炱欤┑谌亩铱病⒉剂⒛戏孔印⒋死衔目似?个乡，第二区印堂子乡和原镶蓝镶红联合旗第三区的阿贵沟、河子2个乡以及十一苏木的大部地区划入卓资县，解决了“旗县分治”的问题。
同时，卓资县划归内蒙古自治区平地泉行政区人民政府管辖。
1956年4月5日，将察哈尔右翼中旗的前进、勇士2个乡划入卓资县。
1958年4月2日，卓资县划归乌兰察布盟（今乌兰察布市）管辖。
同年5月20日，在撤销武东县时，将红召、东河子、上高台、旗下营等4个乡划入卓资县。