西漢置平舒縣，屬代郡，故治在今城關西5千米平水村，又置狋氏縣，屬代郡，故治在今城關西北30千米六棱山陰。新莽改平舒縣為平葆縣，改狋氏縣為狋聚縣。東漢初，2縣復西漢舊名。晉廢狋氏縣，平舒縣屬燕，為匈奴降部所居。北魏改屬上谷郡。東魏天平中年，平舒縣曾寄治今北京市昌平縣西。北齊廢入靈丘縣。五代唐同光二年（924）析興唐縣地置廣陵縣（“陵”亦作“靈”），屬蔚州，后廢。
　　遼統和十三年（995）復置廣陵縣，仍屬蔚州。金改廣靈縣，屬西京路。明、清屬大同府。民國初年屬雁門道，道廢后直屬省。1949年屬察哈爾省。1952年復歸山西省，屬雁北專區。1958年廢入渾源縣。1960年復置，屬晉北專區。1961年屬雁北專區。1967年屬雁北地區。1993年屬大同市。
　　1997年，廣靈縣轄2鎮12鄉：城關鎮、南村鎮、一斗泉鄉、王洼鄉、蕉山鄉、加斗鄉、張岔鄉、邵家莊鄉、宜興鄉、作疃鄉、平城鄉、梁莊鄉、香爐臺鄉、望狐鄉。縣政府駐城關鎮。
　　2000年第五次人口普查，廣靈縣總人口162548人，其中：城關鎮37458人，南村鎮21972人，一斗泉鄉10316人，王洼鄉4992人，蕉山鄉15386人，加斗鄉15725人，張岔鄉983人，邵莊鄉2230人，宜興鄉9936人，作疃鄉14385人，平城鄉6638人，梁莊鄉11824人，香爐臺鄉3955人，望狐鄉6748人。
　　2001年，城關鎮更名為壺朱鎮，劃入王洼鄉的5個村（王洼堡、王洼西莊、白家墳、趙莊、澗西），作疃鄉的4個村（張莊、田窯、榆林堡、尚疃，平城鄉的1個村（沙嶺），加斗鄉的1個村（南匯），宜興鄉的2個村（吳家地、集興疃）；南村鎮、香爐臺鄉合并設立南村鎮；平城鄉、作疃鄉合并設立作疃鄉；張岔鄉、加斗鄉合并設立加斗鄉；蕉山鄉、王洼鄉的3個村（滴水崖、曹川、眷頭）與合并設立蕉山鄉；邵家莊鄉、宜興鄉合并設立宜興鄉。調整后，廣靈縣轄2個鎮、7個鄉：壺泉鎮、南村鎮、一斗泉鄉、蕉山鄉、加斗鄉、宜興鄉、作疃鄉、梁莊鄉、望狐鄉。共有184個行政村，234個自然村。縣政府駐壺泉鎮。