石棉县域，夏朝及以前属“梁州之域”；先秦时为西南邛、笮少数民族聚居地；秦置蜀郡后曾通为郡县辖地；西汉元鼎六年（111）司马相如出使西南夷，置沈黎郡，辖旄牛县，领有今县境全部；南北朝属沈黎郡；隋开皇三年（583）废郡改设沈黎县隶临邛郡，今县境仍属之；唐武后大足元年（701）置黎州后，改属黎州；748-757年，南诏阁罗风依附吐蕃，夺取唐朝西州地进据大渡河南岸（今属凉山彝族自治州）；此后，今县境地跨大渡河，分别为南北两岸政区所辖。
其北岸：宋、元时属汉源县；明属黎州长官司（1596年降为大渡河千户所）直属四川都司（四川布政使司）；清为清溪县大田土司领地，道光年间废土司改设顺河乡；中华民国时期（1912-1949年）为汉源县美罗乡、丰乐乡，解放后为汉源县第四区；其南岸：宋属大理国地方政权（今云南大理）邓勿郡；元属罗罗司建昌道郡部州；明属四川行都司越西卫邛部州；清为越西厅松林地土司领地；1927年废土司改为越西县安顺乡、回隆乡及西康边务处拖乌政治指导区栗子坪；解放后为越西县第五区及冕宁县拖乌区栗子坪。
1951年析冕宁、越西两县北部及汉源县西部地置石棉县。
1952年5月9日，汉源第四区、越西第五区增建石棉县，县治设为农场，属西康省雅安专区。
1952年将冕宁县属菩萨岗以北至铁寨子孟获城地区划入石棉县。
1954年8月19日，划田湾乡居民孙子云等6户31人、30亩土地归泸定县。
1955年10月撤西康省并入四川省，石棉县属四川省雅安专区。
1956年1月，将汉源县双河乡富强村的王岗坪划归石棉县挖角乡。
1981年，改雅安专区为雅安地区，石棉属雅安地区。
1985年1月14日，将农场乡新棉村辖7个村民小组的土地、村民成建制划归四川省石棉矿。
2000年底，雅安地区撤地设市，石棉直属雅安市。
2001年9月将新棉村7个组，成建制移交石棉县新棉镇。
2007年，撤销丰乐乡红岗村、田家村建制，划入三星村；撤销永和乡黑龙村，将黑龙村划入白马村，沿用至今。