“劍川”一名最早見于唐劉蕭著《大唐新語》，記唐九征“勒石于劍川”（707）。“劍川縣”名，則始見于元代《元史·地理志》，“劍川”一名的來歷諸說不一，《康熙劍川州志》載：“劍川，西枕老君，東屏青崖，山鎮(zhèn)全體，水列川形（即湖尾曲流三折），勢(shì)若劍鋒，形如川字，州以此名。
西漢時(shí)屬益州郡葉榆縣，東漢屬益州永昌郡葉榆縣，三國(guó)蜀漢屬益州云南郡葉榆縣。西晉至南朝梁屬寧州云南郡。北朝周屬南寧州。隋屬南寧州總管府。唐初屬劍南道姚州都督府；唐南詔國(guó)時(shí)為劍浪詔（矣羅識(shí)詔），屬劍川節(jié)度（治劍川城）。宋大理國(guó)時(shí)為義督睒，屬謀統(tǒng)府。元憲宗七年（1257）置義督千戶，至元十一年（1274）改置劍川縣屬鶴州，至元二十三年（1286）屬鶴慶路。
明洪武十七年（1384）劍川縣升為劍川州，隸鶴慶軍民府。清初沿明制，為劍川州，屬鶴慶軍民府。雍正五年（1727）4月，將麗江府屬之中甸地置劍川州判，劃歸鶴慶府。雍正八年（1730）7月鶴慶府屬迤西道。乾隆二十一年（1756）5月將中甸地還屬麗江府。乾隆三十五年（1770）2月，降鶴慶軍民府為散州與劍川州一并劃歸迤西道麗江府，劍川州直屬麗江府。
民國(guó)2年（1913），劍川州改為劍川縣，迤西道改為滇西道，劍川縣屬滇西道。民國(guó)3年（1914）滇西道改為騰越道，劍川縣屬騰越道。民國(guó)18年（1929），廢騰越道，劍川縣直屬省。民國(guó)31年（1942），劍川縣屬云南省第七行政督察區(qū)（駐麗江縣）。民國(guó)37年（1948），劍川縣屬云南省第十行政督察區(qū)（駐鶴慶縣）。
1949年4月2日，成立劍川縣人民武裝政權(quán)；8月1日建立政務(wù)委員會(huì)，9月在劍川設(shè)立滇西北行政專員公署，10月1日正式建立劍川縣人民政府。1950年初，滇西北行政專署遷往鶴慶，3月又遷麗江，改稱麗江行政專區(qū)，劍川縣屬麗江專區(qū)。1956年11月16日，國(guó)務(wù)院全體會(huì)議第40次會(huì)議決定：撤銷大理專區(qū)，設(shè)置大理白族自治州，劍川縣劃入大理州，并將麗江專區(qū)蘭坪縣的新華、建基、新生、新民、黃花、桑樹、起文、官平、富樂、美水等11個(gè)白族聚居鄉(xiāng)劃歸劍川縣。
1960年9月13日，國(guó)務(wù)院全體會(huì)議第103次會(huì)議通過：撤銷洱源、鄧川2縣，將原洱源、鄧川2縣的行政區(qū)域并歸劍川縣，縣城設(shè)在牛街區(qū)三營(yíng)（1958年10月撤并）。1962年3月27日，國(guó)務(wù)院全體會(huì)議第115次會(huì)議決定：恢復(fù)洱源縣，以合并于劍川縣的原洱源、鄧川2個(gè)縣行政區(qū)域?yàn)槎纯h的行政區(qū)域，并將原屬劍川的喬后、源安邑等劃歸洱源縣（1961年9月分設(shè)）。
1996年，劍川縣面積2318平方千米，人口約16.1萬人，其中白族占91%。轄1個(gè)鎮(zhèn)、8個(gè)鄉(xiāng)：金華鎮(zhèn)、東嶺鄉(xiāng)、甸南鄉(xiāng)、沙溪鄉(xiāng)、羊岑鄉(xiāng)、馬登鄉(xiāng)、上蘭鄉(xiāng)、彌沙鄉(xiāng)、象圖鄉(xiāng)。縣政府駐金華鎮(zhèn)。1999年，甸南鄉(xiāng)改建甸南鎮(zhèn)。2000年，馬登、東嶺鄉(xiāng)改建為馬登、劍陽鎮(zhèn)。至此，劍川縣轄4個(gè)鎮(zhèn)、5個(gè)鄉(xiāng)。
2000年第五次人口普查，劍川縣常住總?cè)丝?65900人，其中：金華鎮(zhèn)11476人，劍陽鎮(zhèn)32915人，甸南鎮(zhèn)36841人，馬登鎮(zhèn)19957人，沙溪鄉(xiāng)21486人，羊岑鄉(xiāng)12437人，上蘭鄉(xiāng)16208人，彌沙鄉(xiāng)9116人，象圖鄉(xiāng)5464人。
？年，沙溪鄉(xiāng)撤鄉(xiāng)設(shè)鎮(zhèn)。2001年，全縣轄5個(gè)鎮(zhèn)、4個(gè)鄉(xiāng)：金華鎮(zhèn)、劍陽鎮(zhèn)、甸南鎮(zhèn)、沙溪鎮(zhèn)、馬登鎮(zhèn)、羊岑鄉(xiāng)、上蘭鄉(xiāng)、彌沙鄉(xiāng)、象圖鄉(xiāng)。
2002年，上蘭鄉(xiāng)撤鄉(xiāng)設(shè)鎮(zhèn)（省政府2002年7月30日批準(zhǔn)）。2003年，經(jīng)云南省政府批準(zhǔn)，上蘭鎮(zhèn)更名為老君山鎮(zhèn)。2005年，撤銷劍陽鎮(zhèn)并入金華鎮(zhèn)，并將甸南鎮(zhèn)向前、文華2個(gè)村委會(huì)劃歸金華鎮(zhèn)管理，鎮(zhèn)政府駐原劍陽鎮(zhèn)政府駐地（省政府2005年10月24日批準(zhǔn)）。
2006年，劍川縣面積2318平方千米，人口17.46萬人。轄5個(gè)鎮(zhèn)、3個(gè)鄉(xiāng)：金華鎮(zhèn)、甸南鎮(zhèn)、沙溪鎮(zhèn)、馬登鎮(zhèn)、老君山鎮(zhèn)、羊岑鄉(xiāng)、彌沙鄉(xiāng)、象圖鄉(xiāng)；紅旗林業(yè)局。共有5個(gè)居委會(huì)、88個(gè)行政村。
2010年第六次人口普查，劍川縣常住總?cè)丝?69973人，其中：金華鎮(zhèn)53523人，老君山鎮(zhèn)16798人，甸南鎮(zhèn)31739人，沙溪鎮(zhèn)21761人，馬登鎮(zhèn)19839人，羊岑鄉(xiāng)12670人，彌沙鄉(xiāng)8503人，象圖鄉(xiāng)5140人。
2014年，金華鎮(zhèn)、沙溪鎮(zhèn)被列為全國(guó)重點(diǎn)鎮(zhèn)。