縣域在戰國時期屬秦國邊地，楚莊蹻建滇國時屬滇國之地。西漢元鼎六年（前111）至東漢時期屬益州越嶲郡遂久縣。蜀漢建興三年劃歸云南郡。東晉至南北朝時期屬寧州云南郡西姑復縣。唐代，吐蕃和南詔先后在鐵橋城（今塔城鄉）設神川都督府。宋大理國前期屬劍川節度，后屬成紀鎮善巨郡，時縣境有三賧（麗江壩）、九賧（巨甸、石鼓等）等幾個行政區。南宋理宗寶祐元年（1253），忽必烈征大理國，在境內設茶罕章管民官。元至元八年（1271）改為茶罕章宣慰司，至元十三年（1276）置麗江路軍民總管府，“麗江”之名從此始用。至元二十二年（1285）改設麗江路宣慰司。

明洪武十五年（1382），任元朝麗江宣慰司副使的阿得歸附明朝，明朝置麗江府。清順治十七年（1660），仍設麗江府。雍正元年（1723）“改土歸流”，解除木氏土司統治權。乾隆三十五年（1770）設麗江縣。民國2年（1913）廢麗江府，麗江縣屬騰越道。民國18年（1929）廢騰越道，直屬云南省。民國30年（1941），隸屬于云南省第七行政督察專員公署，公署設麗江縣城；民國36年（1947）隸屬于云南省第十三行政督察專員公署，治所先設于維西，民國37年遷麗江，與設于鶴慶的第十行政督察專員公署合并。

1949年7月1日屬滇西北人民行政專員公署麗江政務委員會。1949年10月1日屬滇西北人民行政專員公署麗江縣。1950年屬麗江專區麗江縣。1961年4月10日，設立麗江納西族自治縣，屬麗江專區（1971年改為麗江地區）。2002年12月26日，國務院批準（國函[2002]122號）：設立玉龍納西族自治縣。玉龍納西族自治縣轄原麗江納西族自治縣的黃山鎮、石鼓鎮、巨甸鎮、白沙鄉、拉市鄉、太安鄉、龍蟠鄉、金莊鄉、魯甸鄉、塔城鄉、大具鄉、寶山鄉、奉科鄉、鳴音鄉、石頭白族鄉、仁和傈僳族、黎明傈僳族鄉、九河白族鄉。縣人民政府駐黃山鎮。

2000年第五次人口普查，石鼓鎮17839人，巨甸鎮21126人，白沙鄉12430人，黃山鄉15299人，拉市鄉14966人，太安鄉8822人，石頭白族鄉9454人，仁和傈僳族鄉3491人，金莊鄉7355人，黎明傈僳族鄉8153人，魯甸鄉17151人，塔城鄉9149人，鳴音鄉7777人，大具鄉7477人，寶山鄉7872人，奉科鄉7617人，九河白族鄉24684人，龍蟠鄉10430人。

2002年5月17日，省政府批準黃山鄉撤鄉設鎮。

2003年4月1日，麗江納西族自治縣正式撤銷，分設為古城區和玉龍納西族自治縣，玉龍納西族自治縣是麗江納西族自治縣的傳承和延續。轄黃山、石鼓、巨甸3個建制鎮，石頭白族鄉、黎明傈僳族鄉、九河白族鄉等3個民族鄉，白沙、拉市、太安、龍蟠、魯甸、塔城、大具、寶山、奉科、鳴音10個鄉，100個行政村，913個村民小組。縣政府駐黃山鎮五臺行政村中心村。

2003年末，全縣總人口209710人，其中農業人口199386人，非農業人口10324人。少數民族人口178306人，占總人口的90%；其中納西族人口118474人，占總人口的56.49%。

2005年，撤銷仁和傈僳族鄉，其行政區域并入石鼓鎮，石鼓鎮政府駐地不變；撤銷金莊鄉，其行政區域并入黎明傈僳族鄉，鄉政府駐原金莊鄉政府駐地（省政府2005年8月4日批準）。

2006年末，玉龍縣總人口57816戶、211165人，其中農業人口196058人，非農業人口15107人。少數民族人口179284人，其中納西族人口118200人，白族人口20041人，傈僳族人口25715人。全縣人口密度每平方千米33.03人。轄3個鎮、13個鄉（其中3個民族鄉）：黃山鎮、石鼓鎮、巨甸鎮、白沙鄉、拉市鄉、太安鄉、龍蟠鄉、魯甸鄉、塔城鄉、大具鄉、寶山鄉、奉科鄉、鳴音鄉、石頭白族鄉、黎明傈僳族鄉、九河白族鄉。共有100個行政村。

2010年第六次人口普查，玉龍納西族自治縣常住總人口214697人，其中：黃山鎮20136人，石鼓鎮21006人，巨甸鎮21368人，白沙鄉8157人，拉市鄉16446人，太安鄉9288人，龍蟠鄉10700人，黎明傈僳族鄉15344人，魯甸鄉16987人，塔城鄉9117人，大具鄉9481人，寶山鄉7528人，奉科鄉7747人，鳴音鄉8605人，石頭白族鄉9107人，九河白族鄉23680人。

2012年，撤銷鳴音鄉、奉科鄉、白沙鄉、拉市鄉，設立鳴音鎮、奉科鎮、白沙鎮、拉市鎮。2014年，石鼓鎮被列為全國重點鎮。