武定縣名得自元武定路名，取“武功平定”之意命名。一說“武定”系彝語，意為“彝族居住的壩子”。
　　先秦屬古滇國。西漢元封二年（公元前109年）屬益州郡；東漢屬益州益州郡；三國蜀漢建興三年（225），改益州郡為建寧郡。西晉泰始六年（270）屬寧州建寧郡；東晉至南朝梁屬寧州建都郡；北朝周屬南寧州。隋朝為南寧州總管府昆州轄地。唐初屬南寧州總管府地；貞觀六年（632），屬戎州都督府；開元二十九年（741），為劍南道姚州所屬求州。唐南詔國時為拓東節度求州，東爨烏蠻三十七部之羅婺部分布于域內。宋大理國為羅部，屬威楚府。

元憲宗七年（1257）置羅婺萬戶，屬威楚路；至元八年（1271）改置北路，十一年（1274）更名武定路。轄和曲州、祿勸州，和曲州下轄南甸縣、元謀縣，祿勸州下轄易籠縣、石舊縣。其中元憲宗六年（1269）叵簉甸更名為和曲，二十六年（1289）置和曲州；同年置南甸縣、元謀縣（治五甸）、祿勸州、易籠縣、石舊縣。明洪武十五年（1382）改置武定府，尋改置武定軍民府，屬云南布政司；隆慶三年（1569）徙治獅子山；萬歷年間復改置武定府。轄和曲州（附郭）、元謀縣、祿勸州、南甸縣、易籠縣、石舊縣。其中南甸縣于洪武十五年（1382）改屬和曲州，成化十二年（1476）復直屬武定府，正德元年（1506）并入和曲州；易籠縣于洪武十七年（1384）省入祿勸州；石舊縣于正德元年（1506）省入祿勸州。

清初沿明制，為武定軍民府，轄祿勸州、和曲州及元謀縣。雍正八年（1730）7月，武定軍民府屬迤東道（治曲靖府）。乾隆三十年（1765）武定軍民府改為武定府。乾隆三十一年（1766）10月，武定府改屬云武糧儲道（治云南府）。乾隆三十五年（1770）2月，降武定為直隸州，裁和曲州，其地并入直隸州，并改祿勸州為縣，武定直隸州仍屬云武糧儲道道。至清末，武定直隸州轄元謀縣及祿勸縣。民國二年（1913）4月，改為武定縣，屬滇中道；民國18年（1929），廢道直屬云南省。1950年，屬武定專區，為專署駐地。1953年，撤銷武定專區，武定縣劃歸楚雄專區。1957年10月18日，國務院批準全體會議第58次會議決定：設置楚雄彝族自治州，武定縣屬楚雄州（楚雄彝族自治州1958年4月15日正式成立）。1958年10月，元謀縣并入武定縣。1959年11月，元謀由武定縣分出，恢復縣級建制。

1996年，武定縣面積3322平方千米，人口約25萬人，其中少數民族占總人口的51.6%。轄3個鎮、10個鄉：近城鎮、高橋鎮、貓街鎮、己衣鄉、萬德鄉、東坡傣族鄉、環州鄉、發窩鄉、田心鄉、石臘它苗族鄉、插甸鄉、九廠鄉、白路鄉。縣政府駐近城鎮。

2000年第五次人口普查，武定縣常住總人口262601人，其中：近城鎮52344人，高橋鎮24710人，貓街鎮25371人，九廠鄉22487人，插甸鄉21977人，田心鄉18110人，發窩鄉14604人，白路鄉14322人，石臘它苗族鄉10320人，萬德鄉16816人，己衣鄉15424人，環州鄉11958人，東坡傣族鄉14158人。

2001年末，全縣總人口261054人，其中非農業人口17957人，占6.88％；少數民族人口133256人，占51.05％。少數民族人口中，彝族75915人，占總人口的29.08％。全縣轄3個鎮、10個鄉（其中2個民族鄉）：近城鎮、貓街鎮、高橋鎮、己衣鄉、環州鄉、萬德鄉、發窩鄉、插甸鄉、白路鄉、田心鄉、九廠鄉、石臘它苗族鄉、東坡傣族鄉，128個村（居）委會，1578個村民小組。

2005年12月12日，云南省政府批準同意武定縣撤銷九廠鄉，其行政區域并入近城鎮，并將行政區劃調整后的近城鎮更名為獅山鎮，鎮政府駐原近城鎮政府駐地；撤銷石臘它鄉，其行政區域并入高橋鎮，鎮政府駐地不變。

2006年，武定縣總面積3322平方千米�？側丝诩s27.3萬人。轄3個鎮、8個鄉（其中1個民族鄉）：獅山鎮、高橋鎮、貓街鎮、插甸鄉、田心鄉、發窩鄉、白路鄉、萬德鄉、己衣鄉、環州鄉、東坡傣族鄉。共有4個居委會、126個行政村�？h政府駐獅山鎮。

2010年第六次人口普查，武定縣常住總人口271963人，其中：獅山鎮92868人，高橋鎮33758人，貓街鎮26047人，插甸鄉22703人，田心鄉17360人，發窩鄉13110人，白路鄉14156人，萬德鄉14593人，己衣鄉14235人，環州鄉10189人，東坡傣族鄉12944人。

2014年4月18日，省政府批復（云政復[2014]12號）同意武定縣撤銷插甸鄉，設立插甸鎮；撤銷白路鄉，設立白路鎮；撤銷己衣鄉，設立己衣鎮；撤銷萬德鄉，設立萬德鎮。調整后，全縣轄7個鎮、4個鄉（其中1個民族鄉）：獅山鎮、高橋鎮、貓街鎮、插甸鎮、白路鎮、己衣鎮、萬德鎮、田心鄉、發窩鄉、環州鄉、東坡傣族鄉。