环县在历史上属西北边陲之地，禹贡九州之时，属雍州之域。三代之前，又属古西戎地。

春秋及战国之初，仍为义渠戎国。

秦厉公时，始伐义渠，后秦宣太后诱杀义渠王于甘泉宫，置义渠县。秦始皇统一六国后，分全国三十六郡，环属北地郡。

西汉时，又分全国为十三刺史部，环属朔方刺史部北地郡，时北地郡郡治在马领(即今马岭镇)，领县十九，环县属方渠县，治所在今合道川口环江与之交汇之处，约曲子镇西北之张旗一带。后汉之时，属凉州刺史部之北地郡。

三国、西晋之时，没入羌胡地，正史无载，缺乏资料可考;

东晋十六国时，先属前赵，再属前秦、后秦，后属赫连勃勃之夏国陇东郡;北朝时，为北魏豳州地，后属西魏朔州(治地在今庆阳市庆城县)，北周时属宁州西北地郡(治地今庆城县)。

隋朝，改西魏之朔州置弘化郡，领县七，环属弘德(今洪德)县。

唐时，改隋弘化郡为庆州，属关内道，置庆州中都督府。天宝时，领县十，环属庆州方渠县。

五代晋天福四年(939年)，五月，改方渠镇升为威州(时方渠属灵州)，隶灵武，并割木波、马岭二镇属之。周广顺二年(952年)，因避太祖郭威讳，改威州为环州。这便是环县作为"环州"的最早记载。周世宗显德四年(957年)九月，降为通远军。

北宋淳化五年(994年)复为环州，领县一，通远(即环县)。属环庆路经略、安抚使、庆阳府。

金时属庆原路之环州，领县一，即通远。

元代属巩昌总帅府，仍为环州，领通远一县，至元七年县并入州。

明隶陕西行省庆阳府，为环县。

清因之，仍属庆阳府环县。康熙八年(1669年)，置甘肃省，环县始从陕西省改归甘肃，县治自元明以来，均在县城。

环县是人类文明的发源地，历史悠久，人杰地灵。这里是华夏农耕文化的发祥地和中华民族最早的繁衍生息地之一，早在旧石器时代晚期已有人类活动。隋朝置县以来，环县就是兵家必争之地。曾涌现出诸多仁人志士、英杰贤达，南宋王渊，明代魏镇、魏锟，晚清明将董福祥、张俊，道情皮影艺人解长春，《咱们的领袖毛泽东》词作者、农民诗人孙万福等名人辈出。