木蘭縣以境內木蘭達河（又稱穆倫河）得名。木蘭，滿語“圍場”或“哨鹿”之意（一說，“木蘭達”為蒙古語，即“牧馬場”或“圍場”的意思）。魏晉屬夫余。南北朝屬黑水部，唐屬黑水都督府（一說，后魏、北齊屬勿吉地；隋唐屬林揭黑水部；遼代屬女真地）。金屬上京會寧府。元屬開元路（一說，元為斡赤廳分地，屬合蘭府水達達等路）。明屬奴兒干都司木蘭河衛(wèi)。

清為呼蘭城守尉轄地。1762年（乾隆二十七年），吉林將軍于松花江北借地設站，其中“佛斯和亨站”，即今木蘭縣五站。1862年（同治元年）設置呼蘭廳后，歸呼蘭廳管轄。1905年1月29日（光緒三十年十二月二十四日），清廷批準于大小木蘭達河設置木蘭縣，同年9月1日（光緒三十一年八月初三日）木蘭縣知縣啟用關防。初于小石河集（今柳河鎮(zhèn)石頭河子）暫設行衙，1908年（光緒三十四年，一說為1910年宣統(tǒng)二年）移駐索倫張口（一說索羅章口子埠頭或索倫章口，今木蘭鎮(zhèn)）。隸屬呼蘭府巴彥州。

1913年呼蘭府改縣后，木蘭縣改由黑龍江省直轄。1914年6月，改隸綏蘭道。1927年1月7日，黑龍江省長公署批準，于木蘭縣所屬東興鎮(zhèn)（東興，地處青山口外，清朝晚期出放旗地，為滿人移住地，安設屯田，創(chuàng)立集鎮(zhèn)；1919年將東興鎮(zhèn)劃屬木蘭縣）設置東興設治局，所轄“區(qū)域面積，南北長約120里，東西寬200里”，共有人口3萬余人，已墾熟地5萬余坰，隸屬綏蘭道。1929年2月，撤銷道制，木蘭縣（時為二等縣）、東興設治局由黑龍江省直轄。東北淪陷后，初隸黑龍江省。按偽民政部訓令，1933年10月1日，將東興設治局改為東興縣。1934年12月兩縣劃歸濱江省管轄。

1945年“九三”抗日戰(zhàn)爭勝利后，初隸哈北專區(qū)。1947年8月改由松江省直轄。1947年11月7日，經東北行政委員會批準，撤銷東興縣，并入木蘭縣。1954年8月，松、黑兩省合并后，隸屬黑龍江省直轄。1956年3月，隸屬綏化專區(qū)。1958年8月，改隸松花江專區(qū)。1960年5月，劃歸哈爾濱市領導。1965年6月，劃歸松花江專區(qū)管轄。1996年，劃歸哈爾濱市管轄。

1946年1月，木蘭解放，縣民運工作委員會將全縣劃為街市、城垣、利東、柳石、大貴5個行政區(qū)。1946年2月，東興解放，縣民運工作委員會將東興也劃為一區(qū)（城區(qū)）、二區(qū)（新民）、三區(qū)（姜家崗）、四區(qū)（滿天）、五區(qū)（大營）5個行政區(qū)。

1947年11月，東興縣并入木蘭縣后，全縣劃為9個區(qū)：街市區(qū)（木蘭鎮(zhèn)全部）、東興區(qū)（東興鎮(zhèn)全部）、城西區(qū)（吉興鄉(xiāng)全部）、城東區(qū)（五站鄉(xiāng)全部、建國鄉(xiāng)南部）、柳石區(qū)（柳河鎮(zhèn)、石河鄉(xiāng)全部）、利東區(qū)（利東鎮(zhèn)、東風鄉(xiāng)全部、建國鄉(xiāng)北部）、大貴區(qū)（大貴鎮(zhèn)、龍江鄉(xiāng)全部）、新民區(qū)（新民、新勝鄉(xiāng)全部）、滿天區(qū)（滿天鄉(xiāng)全部）。

1950年10月，按松江省政府規(guī)定，將9個區(qū)按順序稱呼：一區(qū)（街市區(qū)）轄4個街道，二區(qū)（東興區(qū)）轄7個村、4個街道，三區(qū)（城西區(qū)）轄12個村，四區(qū)（城東區(qū)）轄15個村，五區(qū)（柳石區(qū)）轄21個村，六區(qū)（利東區(qū)）轄17個村，七區(qū)（大貴區(qū)）轄14個村，八區(qū)（新民區(qū)）轄12個村，九區(qū)（滿天區(qū)）轄9個村。1956年，實行小鄉(xiāng)制，將9個區(qū)劃分為21個鄉(xiāng)、1個鎮(zhèn)。

1958年3月，將21鄉(xiāng)1鎮(zhèn)重新劃歸8鄉(xiāng)1鎮(zhèn)（即原9個區(qū)）；同年8月改為9個公社。1961年，柳石公社分為柳河、石河兩個公社。1962年，新民公社分為新民、新勝兩個公社，興隆公社分為五站、建國兩個公社。1972年，利東公社分為利東、東風兩個公社。1975年，將大貴公社分為宏大、龍江兩個公社，全縣共14個公社。

1980年，東興公社改稱東興鎮(zhèn)人民政府，其余13個公社改稱經濟管理委員會。至1981年末下轄164個大隊，814個生產隊。1982年開始，先后將12個公社改為12個鄉(xiāng)，生產大隊改為襯、屯。1984年，木蘭鎮(zhèn)改稱木蘭鎮(zhèn)人民政府，柳河鄉(xiāng)、利東鄉(xiāng)、大貴鄉(xiāng)改為鎮(zhèn)建制。至此，全縣有5個鎮(zhèn)、9個鄉(xiāng)、169村、400屯、11個街道辦事處。

1992年末，木蘭縣位于黑龍江省中部，松花江中游北岸。北以青峰嶺與慶安縣分界，東與通河縣為鄰，南與賓縣隔江相望，西與巴彥縣毗連。總面積3600平方千米。總人口24.6萬人，其中非農業(yè)人口5.55萬人；滿、朝鮮、回、蒙古等少數民族人口約占3%。共轄14個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。（《黑龍江省志·地名錄》）

木蘭縣面積3600平方千米，人口24.6萬人。轄5鎮(zhèn)9鄉(xiāng)：木蘭鎮(zhèn)、東興鎮(zhèn)、大貴鎮(zhèn)、柳河鎮(zhèn)、利東鎮(zhèn)、吉興鄉(xiāng)、滿天鄉(xiāng)、龍江鄉(xiāng)、新民鄉(xiāng)、石河鄉(xiāng)、東風鄉(xiāng)、建國鄉(xiāng)、新勝鄉(xiāng)、五站鄉(xiāng)。縣政府駐木蘭鎮(zhèn)。（根據《中國政區(qū)大典》，1996年前后資料）

2000年第五次全國人口普查，全縣總人口258972人，其中：木蘭鎮(zhèn)47740人，柳河鎮(zhèn)22828人，利東鎮(zhèn)14606人，大貴鎮(zhèn)17246人，東興鎮(zhèn)27219人，五站鄉(xiāng)11761人，建國鄉(xiāng)12077人，吉興鄉(xiāng)23687人，石河鄉(xiāng)14234人，東風鄉(xiāng)8091人，龍江鄉(xiāng)12993人，新勝鄉(xiāng)9786人，新民鄉(xiāng)15718人，滿天鄉(xiāng)14117人，興隆林業(yè)局6869人。

2002?年，撤銷五站鄉(xiāng)并入木蘭鎮(zhèn)，撤銷滿天鄉(xiāng)并入東興鎮(zhèn)，撤銷龍江鄉(xiāng)并入大貴鎮(zhèn)，撤銷石河鄉(xiāng)并入柳河鎮(zhèn)，撤銷新民鄉(xiāng)、新勝鄉(xiāng)合并設立新民鎮(zhèn)，撤銷東風鄉(xiāng)并入建國鄉(xiāng)。調整后，全縣轄6個鎮(zhèn)、2個鄉(xiāng)：木蘭鎮(zhèn)、東興鎮(zhèn)、大貴鎮(zhèn)、利東鎮(zhèn)、柳河鎮(zhèn)、新民鎮(zhèn)、建國鄉(xiāng)、吉興鄉(xiāng)。