新石器时代就有人类活动。《禹贡》中属雍州。殷、周为西羌所居。战国至秦属北地郡。
两汉时，地居“丝绸之路”北线，用兵河西孔道。据《史记》记载，西汉武帝元鼎三年（前114年）置祖厉县（祖厉音嗟赖，以祖厉河而定名），属安定郡，治所在今县北郭城驿镇，有祖厉县故城遗址。公元前一一二年，汉武帝西巡到此。《汉书.武帝记》载；“（元鼎）五年冬十月，行幸雍，祠五畴，遂逾陇，登崆峒，西临祖厉河而还”。王莽篡汉，改祖厉县为乡礼县，东汉初，废乡礼，复为祖厉县。安帝永初五年（前111年），迁县治于今会宁县会师镇南十里铺村窝铺村民小组厉河之滨，属凉州刺史部武威郡。
三国时属魏地，隶武威郡。
魏晋以来，会宁之地陷于荒芜。西晋初废祖厉县。惠帝永宁元年（301年），凉州刺史张轨在凉州（今武威）近侧另设祖厉县，后迁县于郭城驿故地。
东晋十六国时，祖厉县前后隶属前凉、前秦、后凉、后秦、西秦5个政权。
南北朝时，北魏太延二年（436年）改祖厉县为祖居，迁址平凉境内，后在今靖远县境内置会宁县，为“会宁”县名之始。
西魏废帝二年（553年），周太祖为西魏相时，置会州会宁县，治所在今靖远县东北。《元和志》载：“后周太祖为西魏相，来巡，会师于此，土人张信謦资犒军，太祖大悦，因置州以会宁为名”。“周太祖置会宁县，属会州。”会宁县自西魏得名，至今已有1400多年的历史。北周属高平郡乌兰县。隋属平凉郡会宁县。
隋文帝开皇元年（581年）设会宁镇，开皇十六年（596年）又复为会宁县，属平凉郡，后改凉川县。
唐属会州会宁郡，所辖会宁、乌兰二县。贞观八年（634年）改会州为粟州，同年又复名会州，属关内道。玄宗天宝元年（742年），改会州为会宁郡。代宗广德元年（763年）陷于吐蕃，更名“汝遮”。
宋属会州敷川县。宋仁宗明道元年（1032年），党项人克会州，地属西夏。神宗元丰五年（1082年），收复会州，属熙河兰会路。哲宗元符二年（1099年），筑起会州新城（即今敦虾蟆古城）。徽宗崇宁三年（1104年），在州治置敷州县。宣和中（1120年）尝置刺羌城于今翟家所乡张城堡村，时称“甘泉堡”。宗靖康元年（1126年）陷于金，金即在甘泉堡置西宁县（今张城堡西宁古城）。至此，今会宁县境内同时有两县（敷州、西宁）、一州（会州）。
金属会州保川县。又置西宁县，属秦州，治所在今翟家所乡张城堡村，有西宁故城遗址。金宣宗贞祐四年（1216年）十月，升西宁县为西宁州，仍属会州，后又降州为县。宣宗兴定四年（1220年），西夏占会州。宣宗元光二年（1223年）金人收复会州。元顺帝至正七年（1347年），并县入州，属巩昌路，隶陕西行省；至正十二年（1352年），因会宁地震严重，“诏改会州为会宁州”。
蒙古太宗（孛儿只斤窝阔台）八年（1236年），蒙古军占领会州。元初，迁会州治所于西宁县。元世祖至元七年（1270年）并西宁县入会州。惠宗至正十二年（1352年），诏令改会州为会宁州。
明洪武二年（1369年）始置今会宁县，隶陕西布政司巩昌路。会宁县名从此沿用，历经明、清两代，至今600多年历史。洪武十年（1377年）降州为县，隶巩昌路。
清初隶巩昌府。
民国二年（1913年），截府留县，改属兰山道；民国十六年（1927年），废道，直属甘肃省；民国二十五年（1936年）10月，中国工农红军一、二、四方面军长征会宁会师期间，曾建县苏维埃政权；民国三十三年（1944年）改属甘肃省第九行政检察专员公署（治所临洮）。
1949年8月22日，成立会宁县人民政府，设会宁分区行政督察专员公署；9月22日，会宁分区易名定西分区，会宁为其属县；1985年8月1日，会宁县改隶白银市至今。
1950年代初，全县有5个区，81个乡。1957年，陆续撤并为3区、1镇、29乡。1958年，建立10个人民公社。
1961年，人民公社曾增加到40个。1965年，合并成20个人民公社、1个城关镇。1969年，城关镇撤销并入城关人民公社。
1973年，增设王庙、侯川、太平、青江、马路、草滩、掌里、土木、新庄、塬边10个人民公社。1976年，增设白塬人民公社。1979年，增设柴门人民公社。
1980年恢复城关镇。1983年7月，撤社建乡，城关镇更名会师镇（因1936年10月中国工农红军一、二、四方面军会师而得名），全县共建乡32个、镇1个。
2000年8月，撤销郭城驿乡，设立郭城驿镇。2001年9月，撤销河畔乡、头寨子乡，设立河畔镇、头寨子镇。
2005年1月，撤销桃花山、王家庙、塬边、掌里、青江驿5个乡，2005年9月，全县辖6个镇、22个乡（其中1个民族乡）、284个村、6个社区、2039个村民小组、29个居民小组。
2015年，撤销中川乡、汉家岔乡、刘家寨子乡、白草塬乡、大沟乡、四房吴乡、老君坡乡、平头川乡，设立中川镇、汉家岔镇、刘家寨子镇、白草塬镇、大沟镇、四房吴镇、老君坡镇、平头川镇（甘民复[2015]2号）。调整后，全县辖14个镇、14个乡（其中1个民族乡）。
