明代之前，留坝县在雍州故道县、梁泉县、汉宁郡之间变更。
明初至清初属汉中府辖。
清乾隆二十九年（1764）十二月，设置留坝厅。
清乾隆三十年（1765）正月，将凤县南星（留凤关为界）以南，褒城县武休关以北，划归留坝厅管辖。
清乾隆三十九（1774）十二月，升汉中府抚民通判为总捕水利同知，主理留坝厅行政事务，兼理凤岭（酒奠梁以东）、柴关驿事务，隶属汉中府。
清嘉庆十六年（1811），治所移至留坝。
1913年，改留坝厅为留坝县，隶属陕西省汉中府。
1914年，废汉中府，设汉中道，留坝县属之。
1928年撤汉中道，直属陕西省。
1935年，汉中设为陕西省第六行政督察区专员公署，留坝县属之。
1949年10月1日中华人民共和国成立。
同年12月2日留坝县成立人民政府，隶属陕南行政公署。
1950年1月，将褒城县的铁佛殿镇划归留坝县。
1951年，设南郑专区，留坝县属之。
1954年，南郑专区改称汉中专区，留坝县属之。
1958年12月29日，撤销留坝县置，划归凤县管辖，隶属宝鸡专区。
1961年1月15日，将留坝县辖区划归汉中市管辖。
1961年9月2日，恢复留坝县置，隶属汉中专区。
1968年，改汉中专区为汉中地区，留坝县属之。
1996年，改汉中地区为汉中市，留坝县属汉中市所辖，至今。