縣名取漢輪臺舊名命名。維吾爾語稱“布古爾”，含義尚有待研究考證。一說“布古爾”源于古代突厥語，意為“腎臟”。

漢代為輪臺、烏壘國地。西漢太初三年（公元前102年）滅輪臺國，太初四年置使者校尉屯田，宣帝本始二年（前72年）復國為烏壘國。東漢神爵二年（前60年）于烏壘（今策大雅）設西域都護府。魏晉南北朝時期屬龜茲，隋屬西突厥。唐為安西都護府下的烏壘州。北宋屬高昌回鶻，南宋屬西遼，元屬別失八里。

清乾隆二十四年（1759年）在輪臺設阿奇木伯克官職，隸屬喀喇沙爾辦事大臣。光緒十二年（1886年）設布古爾巡檢，光緒二十八年（1902年）置布古爾縣，隸屬焉耆府。宣統年間改稱輪臺縣。民國年間先后屬焉耆道、焉耆行政區、焉耆專區。1954年屬庫爾勒專區。1960年屬巴州。

1996年，輪臺縣轄2個鎮、10個鄉：輪臺鎮、輪南鎮、大道南鄉、哈爾巴克鄉、群巴克鄉、阿克薩來鄉、塔爾拉克鄉、草湖鄉、陽霞鄉、鐵熱克巴扎鄉、策大雅鄉、野云溝鄉。

2000年第五次人口普查，輪臺縣常住總人口91986人，其中：輪臺鎮16048人、輪南鎮1078人、大道南鄉14806人、哈爾巴克鄉 9788人、群巴克鄉11646人、阿克薩來鄉4881人、塔爾拉克鄉4134人、陽霞鄉10808人、鐵熱克巴扎鄉8685人、策大雅鄉6045人、野云溝鄉3083人、草湖鄉 984人。

2003年，輪臺縣總面積14185平方千米，總人口94816人，轄4鎮、7鄉：輪臺鎮、輪南鎮、群巴克鎮、陽霞鎮、哈爾巴克鄉、阿克薩來鄉、策大雅鄉、草湖鄉、塔爾拉克鄉、鐵熱克巴克扎鄉、野云溝鄉。縣政府駐輪臺鎮。

2010年第六次人口普查，輪臺縣常住總人口116166人，其中：輪臺鎮43314人，輪南鎮4077人，群巴克鎮13983人，陽霞鎮12109人，哈爾巴克鄉11406人，野云溝鄉3073人，阿克薩來鄉5665人，塔爾拉克鄉4551人，草湖鄉1313人，鐵熱克巴扎鄉10083人，策達雅鄉6592人。