西汉为哀牢地。
东汉属永昌郡。
唐南诏置柳追和城，属银生节度。
宋大理属威楚府。
元代置远干州，属威楚路。
明洪武三十五年（按，实为建文四年）(1402)，以远干州改名镇沅州，治今老城。
明永乐四年（1406），升镇沅州为镇沅府。
隶云南布政司。
清雍正二年（1724），于镇沅府地方开按板井，次年设盐大使驻此。
清雍正四年（1726），改土归流。
清雍正五年(1727)，改者乐甸长官司为恩乐县，隶镇沅府。
据《新纂云南通志》“地理考”载，镇沅厅城，镇沅府旧有土城，周一里三分。
清乾隆三年（1738），改筑石城，周一里九分、高一丈三尺，设四门，东西门有楼。
清雍正十三年（1735），设新抚巡检司，仍归镇沅府。
乾隆三十五年(1770)，镇沅府降为镇沅直隶州。
嘉庆十五年（1810），坍塌，奉文缓修。
道光二十年(1840)，改为镇沅直隶厅，厅城移驻原恩乐县城。
同治元年（1862），又从恩乐城移驻旧城（今按板镇老城）。
1912年，厅治移至按板井，废厅改为县，隶普洱道尹。
1931年，将恩乐、新抚两县佐裁撤，列三等县。
1949年8月，镇沅解放，10月16日建立镇沅县临时人民政府。
1950年，属宁洱专区。
1951年，属普洱专区。
1953年，属思茅专区。
1954年，改为镇沅县人民委员会，县城由按板井移驻下观音。
1957年2月新平县划出甸坑、勐真、和平、那壮、那洛5个乡归镇沅管辖；镇沅划出金厂、帮迈、平寨、库独木4个乡归新平管辖。
11月26日，景东县的勐大、里崴、振太三个区划归镇沅县。
1959年1月，镇沅县撤销将者东公社划归新平县，新抚公社划归墨江县，德安公社划归普洱县，其余公社并入景谷县。
1960年3月，恩乐、文龙两公社由景谷县划入景东县。
1961年3月，恢复镇沅县，除新抚和德安公社外，其余公社相继划归镇沅县。
1962年12月12日，公社改区，大队改公社。
1968年5月1日，改为镇沅县革命委员会，同年区改为公社。
1981年4月，恢复为镇沅县人民政府。
1984年，农村进行政社分开设区建乡的体制改革，1988年，区乡体制改革，将区改为乡，乡改为村。
1990年2月3日，成立镇沅彝族哈尼族拉祜族自治县，至今。
1993年11月17日，经国务院批准，镇沅县城驻地由按板镇迁至恩乐镇，1998年2月28日，正式搬迁。