原為東蒙古諸部、碩特西右后旗駐牧地。民國六年(1917年)設置都蘭理事公署，隸甘肅省西寧道，民國十九年(1930年）改為都蘭縣。

1949年9月青海解放。同年11月成立都蘭縣人民政府（駐地察汗烏蘇），轄今海西州全境，直隸省政府。1952年9月26日，撤銷都蘭縣，設立都蘭蒙藏哈薩克族自治區（縣級，駐地察汗烏蘇）。

1954年1月25日設立海西蒙藏哈薩克族自治區，自治區人民政府駐都蘭蒙古族自治區察汗烏蘇。轄都蘭蒙古族自治區（由原都蘭縣自治區部分地區設置，相當于縣級）、天峻藏族自治區（由原都蘭縣自治區部分地區設置，駐唐乃亥。相當于縣級）、阿爾頓曲克哈薩克族自治區（1953年12月原都蘭縣郭里峁哈薩克族自治區改稱阿爾頓曲克哈薩克族自治區，駐格爾木，相當于區級）。

1955年12月12日，海西蒙藏哈薩克族自治區改設海西蒙藏哈薩克族自治州，自治州人民委員會駐都蘭縣察汗烏蘇。原都蘭蒙族自治區改設都蘭縣（駐香日德鎮）。1959年，海西蒙藏哈薩克族自治州人民委員會與柴達木行政委員會駐大柴旦合署辦公，都蘭縣駐地由香日德鎮遷察汗烏蘇。

1999年末，都蘭縣面積49733平方千米，人口53329人，其中少數民族約占40％（根據青海省志），轄2個鎮和7個鄉。

2000年第五次人口普查，都蘭縣總人口57670人，其中：察汗烏蘇鎮17951人，香日德鎮13400人，夏日哈鄉5945人，熱水鄉3556人，溝里鄉1358人，香加鄉5086人，巴隆鄉4462人，宗加鄉1935人，諾木洪鄉3977人。

2001年2月21日，青海省人民政府青政函[2001]11號文批復：撤銷夏日哈鄉，設立夏日哈鎮。

2001年末，都蘭縣轄3個鎮、6個鄉，96個村（牧）委會。察汗烏蘇鎮駐察汗烏蘇，轄上莊、上西臺、下西臺、東山根、種籽站、北園、西星、上灘東、上灘西、下灘、西河灘上、西河灘中、西河灘下、沙灘、西建、西莊、中莊、東莊。夏日哈鎮駐夏日哈，轄沙珠玉、夏塔拉、河南、河北、果米、查查、新樂。香日德鎮駐香日德，轄得勝、沙珠玉、察汗毛、上柴開、下柴開、中莊、柴興、上柴源、下柴源、新源、新華、沱海、興盛、永盛、聯盛。熱水鄉駐東蘭，轄智尕日、扎么日、賽什堂。香加鄉駐立新，轄科學圖、艾里斯臺、傲包圖、柯柯哈達、德布生、呼里木圖、柯克沙、陶生湖、阿木尼、孟克臺、全杰、紅旗、團結、立新、向陽、先鋒、前進、紅星、科爾、幸福。溝里鄉駐曲日昴，轄秀毛、熱龍、智玉。巴隆鄉駐可可托勒海，轄烏拉斯臺、諾木洪、哈圖、夏圖、伊克高里、布洛溝、托托、科日牧業、科日農業、清泉、河西、三合、雅日哈圖、新隆。宗加鄉駐桑根洛克，轄農業村、西西、阿斯林、努日、納木哈、布拉、沙日、托海、鐵奎。諾木洪鄉駐諾木洪，轄田格力、哈西哇、烏圖、艾斯里金、路南、路北、諾木洪。

2003年末，都蘭縣總人口5.3萬人。2005年，都蘭縣調整鄉鎮行政區劃：1、撤銷宗加鄉和諾木洪鄉，設立宗加鎮，鎮政府駐地設在原諾木洪鄉政府駐地諾木洪，實行鎮管村體制。2、將香加鄉的幸福村劃歸香日德鎮管轄。