深州始置于隋開皇十六年（596年）。據《元和郡縣志》載：“以州西故深城為名。”又據明《探州八景記》曰：“隋始置深州，取州西故深池為名，”后幾經廢置。明永樂十年徙州治于今政府所在地，清雍正二年升為直隸州，民國二年降深州為深縣。1994年7月4日，經國務院批準撤銷深縣，設立深州市（縣級）。

1996年，深州市面積1244平方千米，人口約57.1萬人。轄4個鎮、13個鄉：深州鎮、大堤鎮、王家井鎮、前磨頭鎮、唐奉鄉、兵曹鄉、辰時鄉、北溪村鄉、穆村鄉、大馮營鄉、東安莊鄉、榆科鄉、東魏家橋鄉、護駕遲鄉、太古莊鄉、喬家屯鄉、大屯鄉。市政府駐深州鎮。（469個行政村）

唐奉鄉、榆科鄉、東魏家橋鄉先后撤鄉設鎮。調整后，深州市轄7個鎮、10個鄉。

2000年第五次人口普查，深州市常住總人口568558人，其中：唐奉鎮39332人，深州鎮76718人，榆科鎮28003人，魏家橋鎮30057人，大堤鎮24582人，前磨頭鎮25021人，王家井鎮37634人，兵曹鄉32903人，穆村鄉28602人，東安莊鄉40196人，辰時鄉41151人，北溪村鄉33405人，大馮營鄉32895人，護駕遲鄉24540人，喬屯鄉22706人，太古莊鄉23594人，大屯鄉27219人。

2002年，深州市面積1256平方千米，人口約56.37萬人。轄9個鎮、8個鄉：唐奉鎮、深州鎮、辰時鎮、榆科鎮、魏橋鎮、大堤鎮、前磨頭鎮、王家井鎮、護駕遲鎮、兵曹鄉、穆村鄉、東安莊鄉、北溪村鄉、大馮營鄉、喬屯鄉、太古莊鄉、大屯鄉。共有469個行政村。市政府駐深州鎮長江西路120號。

2010年，撤銷大屯鄉，設立大屯鎮。調整后，全市轄10個鎮、7個鄉。

2010年第六次人口普查，深州市常住總人口566087人，其中：唐奉鎮40341人，深州鎮86164人，辰時鎮41629人，榆科鎮26823人，魏家橋鎮29341人，大堤鎮23763人，前磨頭鎮23282人，王家井鎮34807人，護駕遲鎮24105人，大屯鎮25662人，兵曹鄉16847人，穆村鄉29242人，東安莊鄉38450人，北溪村鄉31733人，大馮營鄉31908人，喬屯鄉19396人，太古莊鄉22208人，河北省深州監獄4310人，雙井經濟開發區16076人。

2013年，省民政廳（冀民函[2013]188號）批復同意撤銷太古莊鄉，設立高古莊鎮（2014年2月實施）。調整后，全市轄11個鎮、6個鄉：唐奉鎮、深州鎮、辰時鎮、榆科鎮、魏橋鎮、大堤鎮、前磨頭鎮、王家井鎮、護駕遲鎮、大屯鎮、高古莊鎮、兵曹鄉、穆村鄉、東安莊鄉、北溪村鄉、大馮營鄉、喬屯鄉。