元置騰沖府。據《徐霞客游記》：“以地多藤，元名藤州。”“沖”，意為滇西戶門，是通往印緬交通要沖。明為騰越州，清改騰越州廳，1913年改騰沖縣。2015年，《民政部關于同意云南省撤銷騰沖縣設立騰沖市的批復》（民函[2015]248號）：經國務院批準，同意撤銷騰沖縣，設立縣級騰沖市，以原騰沖縣的行政區域為騰沖市的行政區域，騰沖市人民政府駐騰越鎮山源社區官廳小區81號。騰沖市由云南省直轄，保山市代管。

1949年12月15日騰沖和平解放，12月23日成立騰沖縣臨時人民解放委員會。以原26個小區、2個直屬村。26個小區即城保、小西、和順、下北、上北、綺羅、洞山、東華、龍江、勐連、蒲川、新華、清水、明朗、河西、中和、古永、明光、東坪、三益、興華、興龍、曲石、鳳瑞、寶華、瑞滇區，2個直屬村即四維（打苴雙海）、三合（中和區三岔河）村。

1950年2月21日，成立騰沖縣人民政府，隸保山人民行政專員公署。同年10月，全縣設10個區，區下設1個鎮、2個鄉、106個行政村。1952年7月，龍陵縣第二區的后庫村劃歸騰沖縣第二區，騰沖縣第九區的曼弄村劃歸龍陵縣第二區光鋒鄉。1952年3月至12月，調整行政區劃，全縣共設10個區、184個鄉（鎮）。1953年7月，第十區（盞西）劃出，設盞西工委，直屬保山地委；從第一區中劃出城保鎮及和順、綺羅、東營鄉，增設城關區；一區治所由城保遷至洞山鎮；全縣仍為10個區。

1954年4月，全縣進行第一次人口普查。普查結果，全縣173個鄉、2個鎮、7條街，總戶數63255戶，總人口299159人。同年6月，縣人民政府改稱縣人民委員會。1955年底，對鄉級進行調整，將城關區改為城關鎮（區級），將所屬綺羅、和順、東營3鄉和城關鎮的七街（滿邑）劃歸一區管轄，滿邑改為鄉，將部分小鄉進行合并，全縣共有9區1鎮，下轄94個鄉（鎮）、6個街辦事處。1956年4月，保山專區合并入德宏自治州，騰沖縣隸德宏州。

1956年11月18日，第三區所轄九保鎮和猛來、猛宋、猛武、芒東、邦讀、曩宋鄉7個鄉（鎮）劃歸梁河縣。1958年3月20日，第二區弄崗、邦煥、勛柳劃歸龍陵縣。1958年10月18日，德宏州撤銷梁河縣，并入騰沖縣；梁河縣原轄遮島鎮和大廠、河西、河東3個區，大廠區轄大廠、友義、杞木寨、勐龍4個鄉，河西區轄九保鎮和邦讀、芒法、芒東3個鄉，河東區轄下河東、上河東、曩宋、上瑞、勐蚌5個鄉；騰沖縣在原梁河縣轄區成立邊疆工作委員會。1958年11月10日，德宏州將盈江縣盞西區的猛蚌、猛新2鄉劃歸騰沖縣的金星（肖莊）公社。

1958年11月，全縣實現了人民公社化，年底共有16個公社。1959年1月，調整了公社、大隊體制，改為以管理區核算。全縣由16個公社163個大隊調整為33個公社、197個管理區（一說為191個管理區）。1961年4月15日，恢復梁河縣建制，原梁河縣轄區的遮島、平山、大廠、曩宋、河西、芒東6個公社劃出，騰沖縣還有27個公社、183個管理區，2080個生產隊。1962年3月，全縣調整為40個公社、410個大隊、2358個生產隊。1963年1月，全縣調整為14個區、3個直屬公社、149個小公社、2370個生產隊。

1963年8月，恢復保山專區專員公署建制，騰沖縣隸屬保山專區專員公署。1964年，全縣調整為21個區（大公社)、192個小公社（大隊）、6個街道辦事處。同年7月1日零時，全縣進行第二次人日普查。普查結果，總戶數65658戶、總人口329617人。同年，將16個公社改為21個區（或二級公社），下轄166個小公社（大隊）。1967年3月至1968年11月“文化大革命”初期，實行軍管，設立騰沖縣軍事管制委員會。

1968年11月，成立騰沖縣革命委員會，隸保山專區革命委員會。1970年，全縣調整為20個公社、1個鎮、188個大隊、6個街居委會，實行公社、大隊、生產隊體制。1971手1月1日，保山專區改保山地區，騰沖縣隸保山地區革命委員會。1979年，大隊進行調整，全縣新增42個大隊，撤銷3個大隊，改稱3個大隊，全縣實有227個大隊。1980年9月，恢復騰沖縣人民政府，隸保山地區行政公署。1980年，新增大隊15個，改稱1個，全縣計有242個大隊。

1984年11月15日，公社改區，大隊改鄉，實行區鄉制；同時將原荷花公社分為荷花區和清水區，將原勐連公社并入洞山區，將原云華公社及原固東公社的三聯、保家、興龍3個大隊合并成立馬站區。全縣設19區、1鎮、1鄉（區級），下轄206個鄉（其中民族鄉14個）、7個鎮、6個街道辦事處、5個農村辦事處。1985年末，全縣有92643戶、495181人，轄城關鎮、和順鄉（區級）及界頭、明光、瑞滇、古永、固東、馬站、中和、小西、曲石、打直、洞山、荷花、清水、上營、芒棒、五合、團田、蒲川、新畫區等19個區，區（鎮）下轄224鄉（鎮、街道辦事處），其中：有民族鄉14個，有自然村2383個。

1996年，騰沖縣面積5845平方千米，人口約56.4萬人。轄2個鎮、20個鄉：城關鎮、固東鎮、界頭鄉、曲石鄉、明光鄉、瑞滇鄉、馬站鄉、古永傈僳族鄉、小西鄉、打苴鄉、洞山鄉、勐連鄉、和順鄉、中和鄉、荷花傣族佤族鄉、清水鄉、上營鄉、芒棒鄉、五合鄉、蒲川鄉、新華鄉、團田鄉。縣政府駐城關鎮。

2000年第五次人口普查，騰沖縣常住總人口593925人，其中：城關鎮44155人，固東鎮41568人，界頭鄉63778人，曲石鄉40971人，明光鄉36026人，小西鄉24502人，瑞滇鄉27368人，馬站鄉25309人，打苴鄉20415人，洞山鄉28447人，勐連鄉7568人，和順鄉5794人，中和鄉34433人，清水鄉14392人，上營鄉20058人，芒棒鄉19229人，五合鄉31502人，新華鄉15610人，蒲川鄉25318人，團田鄉17001人，荷花傣族佤族鄉25172人，古永傈僳族鄉25309人。

2000年6月26日云南省人民政府批準撤銷古永傈僳族鄉設立猴橋鎮。？年瑞滇、和順、洞山鄉撤鄉設鎮；城關鎮更名為騰越鎮。2001年4月，報經省政府批準同意小西鄉撤鄉設鎮。2001年12月3日，云政復[2001]204號：撤銷騰沖縣洞山鎮，并入騰越鎮。至此，全縣轄6個鎮、14個鄉、1個民族鄉：騰越鎮、固東鎮、瑞滇鎮、猴橋鎮、小西鎮、和順鎮、界頭鄉、曲石鄉、明光鄉、馬站鄉、勐連鄉、中和鄉、清水鄉、上營鄉、芒棒鄉、五合鄉、蒲川鄉、新華鄉、團田鄉、荷花傣族佤族鄉、打苴鄉。

2003年，打苴鄉更名為北海鄉（省政府2003年3月20日批準）。2003年省政府[2003]65號文件批復，瑞滇鎮更名為滇灘鎮，并將鎮政府駐地由臘辛村臘辛街遷往聯族村滇灘（省政府2003年11月5日批準）。至此，全縣轄6個鎮、14個鄉、1個民族鄉：騰越鎮、固東鎮、滇灘鎮、猴橋鎮、小西鎮、和順鎮、界頭鄉、曲石鄉、明光鄉、馬站鄉、勐連鄉、中和鄉、清水鄉、上營鄉、芒棒鄉、五合鄉、蒲川鄉、新華鄉、團田鄉、北海鄉、荷花傣族佤族鄉。共計213個行政村、8個社區，2727個村民小組。

2003年末，全縣總戶數14.3萬戶，總人口60.99萬人，其中城鎮人口19.55萬人，占總人口的32.06%；鄉村人口41.43萬人，占67.94%，少數民族12.15萬人，占20%。2004年，全縣轄6個鎮、14個鄉、1個民族鄉，213個行政村、8個社區，2727個村民小組，總人口616132人，其中城鎮人口198198人，占總人口的32.17%；鄉村人口417934人，占67.83%；少數民族人口42686人，占6.9%。

2005年，騰沖縣撤銷小西鎮和勐連鄉，其行政區域并入騰越鎮，鎮政府駐原騰越鎮政府駐地；撤銷上營鄉，其行政區域并入芒棒鄉，鄉政府駐原芒棒鄉政府駐地（省政府2005年3月30日批準）。至此，全縣轄5個鎮、13個鄉（其中1個民族鄉）：騰越鎮、固東鎮、滇灘鎮、猴橋鎮、和順鎮、界頭鄉、曲石鄉、明光鄉、馬站鄉、北海鄉、中和鄉、清水鄉、芒棒鄉、五合鄉、新華鄉、蒲川鄉、團田鄉、荷花傣族佤族鄉。縣政府駐騰越鎮。

2010年第六次人口普查，騰沖縣常住總人口644765人，其中：騰越鎮127133人，固東鎮45528人，滇灘鎮28612人，猴橋鎮27965人，和順鎮6560人，界頭鄉65843人，曲石鄉42380人，明光鄉40221人，馬站鄉27373人，北海鄉22668人，中和鄉37682人，清水鄉14986人，芒棒鄉39273人，五合鄉32858人，新華鄉16336人，蒲川鄉27049人，團田鄉17484人，荷花傣族佤族鄉24814人。

2011年，撤銷芒棒鄉、界頭鄉、明光鄉、曲石鄉、中和鄉、荷花傣族佤族鄉，設立芒棒鎮、界頭鎮、明光鎮、曲石鎮、中和鎮、荷花鎮。調整后，全縣轄11個鎮、7個鄉：騰越鎮、固東鎮、滇灘鎮、猴橋鎮、和順鎮、界頭鎮、曲石鎮、明光鎮、中和鎮、芒棒鎮、荷花鎮、馬站鄉、北海鄉、清水鄉、五合鄉、新華鄉、蒲川鄉、團田鄉。縣政府駐騰越鎮。