商周为“亘方”，属侯国。
春秋为赤狄东山皋落氏地，属晋国。
战国属魏，曰王垣。
秦置垣县，隶河东郡，西汉因之，东汉、三国、西晋均属河东郡。
北魏皇兴四年（470），改为白水县，属邵上郡。
孝昌年间（525-527）撤邵上郡，于阳壶建邵郡，白水县分设为白水、青廉二县。
西魏大统三年（537），改邵郡为邵州，改白水县为亳城县，与青廉县同属邵州。
北周另置蒲原县。
隋大业初，废邵州，亳城、青廉和蒲原合为垣县，属绛郡。
义宁元年（617），在今古城镇置邵原郡，垣县分设为垣县、青廉、亳城三县属之。
唐武德元年（618），属邵州。
武德五年（622），省亳城入垣县。
贞观元年（627），撤青廉入垣县。
龙朔二年（662），改属洛州。
乾封二年（667），还属绛州。
天授二年（691），又属洛州。
长安二年（702），还属绛州。
贞元三年（787），改属陕州。
元和三年（808），复属绛州。
五代称垣县，属绛州。
北宋初年间，改名垣曲县，仍属绛州。
金兴定四年（1220），属翼州。
元复属绛州。
至元三年（1266），撤垣曲并入绛县。
至元十六年（1279）复置。
明隶平阳府。
清雍正二年（1724），属解州。
雍正七年（1729），改属绛州。
1914年，属河东道，后废道直属于省。
1937年，属山西省第七行政公署。
中华人民共和国成立后，1950年属运城专区，1954年属晋南专区，1970年属运城地区。
2000年，运城地区撤地设市，垣曲县属运城市。