新平意為新近平定之地。明萬歷十九年（1591），朝廷令參將鄧子龍平定彝民起義后，分割今天的元江、石屏、新化等地建縣，定縣名為“新平”，設城池在今平甸鄉舊城村。
先秦屬古滇國地。兩漢為嶍猊蠻所居，屬益州郡。三國蜀漢屬益州建寧郡。西晉至南朝梁屬寧州建寧郡。北朝周屬南寧州。隋屬南寧州總管府。唐初屬劍南道姚州轄家居縣、石塔縣。唐南詔國為阿僰所居，屬通海都督轄地。宋大理國時設馬龍甸、他郎甸，分屬秀山郡與威楚府，地域為今新平的漠沙、戛灑、新化、老廠、水塘、建興、腰街、者竜。
元憲宗時，戛灑江以西及新化、老廠一帶設馬龍甸二千戶所，桂山、平甸、揚武屬嶍峨五千戶所，均隸寧州萬戶府，后改隸元江萬戶府。元至元十三年（1276），并馬龍、他郞等甸，在他郎（今新化）設馬龍他郎甸司，隸元江路軍民總管府；司東南設平甸縣，轄今桂山、平甸、揚武等鄉鎮，隸臨安路嶍峨州。元至元二十六年（1289），嶍峨州降為縣，平甸縣降為嶍峨縣（今峨山縣）的鄉，上隸臨安路。
明洪武十七年（1384），置馬龍他郎甸長官司，司治在馬龍河，長官司吏目所治在新化舊城，直隸云南布政司；弘治十四年（1501），馬龍他郎甸長官司改設直隸新化州（注：弘治八年始建新化州，轄地僅只是新化老廠一帶，經過七年時間改土歸流的過渡后，弘冶十四年，除他郎地外，馬龍他郎甸長官司才基本劃歸新化州轄屬）。萬歷十九年（1591），以嶍峨縣平甸鄉為基礎，劃入元江、石屏、河西、新化等州縣部分村寨，建立新平縣，今平甸鄉舊城為縣城；新化直隸州降為散州，與新平縣并屬臨安府。崇禎七年（1634），新平縣城遷今地，筑磚石城。
清初沿明制，為新平縣，屬臨安府。康熙五年（1666）4月，裁臨安府屬新化州并入新平縣。雍正八年（1730）7月，臨安府屬迤東道。雍正十年（1732）3月，新平縣改屬迤東道元江府。乾隆三十一年（1766）10月，元江府改屬迤南道。乾隆三十五年（1770）2月，元江府降為直隸州，新平縣屬迤南道元江州。民國2年（1913），迤南道改為滇南道，新平縣屬滇南道。民國三年（1914），滇南道改為普洱道，新平縣屬普洱道。民國18年（1929）廢道直隸于省。民國37年（1948），屬云南省第六區行政督察區，新平縣為專員公署駐地。
1949年9月17日，建立新平縣人民政府，隸屬玉溪專區。1970年屬玉溪地區。1979年12月26日，國務院批準：撤銷新平縣，設立新平彝族傣族自治縣；1980年11月25日正式成立。1997年屬地級玉溪市。
1997年，全縣轄4個鎮、8個鄉：桂山鎮、揚武鎮、漠沙鎮、戛灑鎮、平甸鄉、新化鄉、建興鄉、水塘鄉、老廠鄉、者竜鄉、平掌鄉、腰街鄉。縣政府駐桂山鎮。？年，腰街、水塘撤鄉設鎮。
2000年第五次人口普查，新平彝族傣族自治縣常住總人口264615人，其中：桂山鎮35186人，揚武鎮22408人，漠沙鎮39416人，戛灑鎮24910人，水塘鎮20954人，腰街鎮15563人，平甸鄉23198人，新化鄉24668人，建興鄉13621人，老廠鄉20553人，者壟鄉12036人，平掌鄉12102人。
2000年末，全縣轄桂山、腰街、戛灑、漠沙、揚武、水塘6鎮和平甸、新化、老廠、建興、平掌、者竜6鄉，1個腰街地方國營農場，118個村（居）民委員會。總人口為26.3萬人，少數民族人口占總人口的69.2%。各民族人口中，彝族占47.2%，漢族占30.8%，傣族占15.5%，其余為哈尼族、拉祜族、回族、白族、苗族等。有非農業人口32818人，農業人口230248人，分別占總人口的12.47%和87.53%。
2006年，新平彝族傣族自治縣總面積4223平方千米。總人口27.58萬人。轄6個鎮、6個鄉：桂山鎮、揚武鎮、漠沙鎮、戛灑鎮、腰街鎮、水塘鎮、平甸鄉、新化鄉、建興鄉、平掌鄉、者黿鄉、老廠鄉。共有4個居委會、116個行政村。
2009年2月23日，云南省人民政府下發“云政復[2009]11號”文件，同意新平縣調整部分鄉鎮行政區劃（2009年5月正式實施），即調整新化、老廠、水塘、戛灑、平甸和桂山6個鄉鎮的部分行政區劃。具體情況為：（1）將老廠鄉所屬保和村委會的左思孔、上魯租莫、下魯租莫3個村民小組劃入竹園村，將老廠鄉竹園村、臘戛底村，新化鄉米尺莫村，水塘鎮新寨村劃歸戛灑鎮管轄；（2）將平甸鄉所屬的納溪村、昌源村劃歸桂山鎮管轄。
2010年第六次人口普查，新平彝族傣族自治縣常住總人口285344人，其中：桂山鎮52194人，揚武鎮24761人，漠沙鎮35806人，戛灑鎮44694人，水塘鎮21528人，腰街鎮15667人，平甸鄉17421人，新化鄉21808人，建興鄉13234人，老廠鄉15488人，者竜鄉11907人，平掌鄉10836人。
2011年，撤銷桂山鎮，設立桂山街道和古城街道，原桂山鎮所轄五桂社區、青龍社區、鳳凰社區、太平行政村、亞尼行政村行政區域劃入新設立的桂山街道；原桂山鎮所轄縣城南部新建成的片區、古城行政村、納溪行政村、昌源行政村和平甸鄉所轄他拉行政村的行政區域劃入新設立的古城街道；撤銷腰街鎮，原腰街鎮所轄青樹社區、紙廠行政村、磨刀行政村行政區域劃入戛灑鎮，平安、小壩多、峨德、曼蚌等4個行政村行政區域劃入漠沙鎮。調整后，新平縣轄2個街道、4個鎮、6個鄉：桂山街道、古城街道、揚武鎮、漠沙鎮、戛灑鎮、水塘鎮、平甸鄉、新化鄉、建興鄉、老廠鄉、者黿鄉、平掌鄉。縣政府駐桂山街道。