秦、汉时为高奴县地。
西魏废帝元年（552）在西部邱头原设广安县，又置义乡县，并于清水下游设延安县。
北周大象元年（579）分云岩、汾川二县地在今县东部门山村置门山县，属乐川郡。
隋仁寿元年（601）为避太子杨广名讳，改广安县为延安县；大业中废义乡、门山二县。
唐武德二年（619）复设义乡县，增设齐明县；唐武德三年复设门山县，属丹州。
贞观二年（628）废义乡、齐明二县。
广德二年（764）取“延水长流”之意改延安县为延长县，属延州。
清雍正《陕西通志》：“延长，唐县名。
延水经延长入河，故以名县。”宋属延安府。
蒙古至元六年（1269）再废门山县。
1914年属榆林道。
1928年直属省。
1937年9月，陕甘宁边区在此设立固临（固林）县，1948年废固临县入延长县。
1950年属延安专区。
1958年延川县并入，称延长县。
1961年6月按合并时的地域分出延川县。
1968年属延安地区。
1996年，属延安市。