勃利縣，以境內勃利河（今西北楞河）得名。勃利，滿語，“幸福、吉利”之意。清代屬三姓副都統管轄。1909年6月2日（清宣統元年四月十五日），吉林巡撫等奏準，擬于依蘭府東境增設勃利縣，列為“暫行緩設”之列。中華民國成立后，經過現場調查和履行呈請程序，1917年5月10日批準，設置勃利縣。設治委員于同年9月16日啟用關防，縣址設于大四站，定為三等縣，隸屬依蘭道。后因縣城遭匪患，1919年秋遷至大碾子河鎮老街基。1929年2月，廢除道制，由吉林省直轄。東北淪陷后，初隸吉林省，1934年12月劃歸三江省管轄。1939年6月，將南境之林口村、古城鎮、龍爪村和青山村劃出，設置林口縣。1943年10月，劃歸東滿總省管轄。

1945年“九三”抗日戰爭勝利后，劃歸合江省管轄。1947年2月，合江省委省政府決定，將依蘭縣東南部雙河地區劃出，設置雙河縣，縣政府駐雙河鎮，隸屬合江省管轄。1948年5月，撤銷雙河縣，并入勃利縣。1949年5月，撤銷合江省，改隸松江省。1954年8月，松、黑兩省合并，劃歸合江專區管轄。1957年1月22日，省人民委員會通知，將原雞西縣的興農、平安河和哈達砬子3個鄉劃歸勃利縣管轄。1965年1月1日，將興農公社劃歸雞東縣管轄。同年2月2日，國務院批準，將七臺河鎮劃出，設立七臺河特區。隸屬合江專區。1966年2月，將密山縣境內國營興北農場劃歸勃利縣管轄。同年9月，將茄子河、中心河兩個公社劃歸七臺河特區管轄。1983年10月，將勃利縣劃歸七臺河市領導。

1992年末，勃利縣位于黑龍江省東部，完達山脈西麓。北臨樺南縣，東接寶清縣、七臺河市，南部和西部與雞東縣、林口縣接壤，西北與依蘭縣毗鄰。全縣總面積4455平方千米。總人口36.3萬人，其中非農業人口9.55萬人，占26.3%；滿、朝鮮、蒙古、錫伯族等少數民族人口占全縣總人口的8.9%。轄14個鄉鎮。縣政府駐地勃利鎮。（以上摘自《黑龍江省志·地名錄》，有改動）

1996年，勃利縣面積4455平方千米，人口35.7萬人。轄5個鎮、9個鄉：勃利鎮、倭肯鎮、雙河鎮、小五站鎮、大四站鎮、鎮郊鄉、長興鄉、青山鄉、羅泉鄉、搶墾鄉、杏樹鄉、吉興鄉、永順鄉、恒太鄉。縣政府駐勃利鎮。

2000年第五次人口普查，勃利縣總人口320736人，其中：勃利鎮92100人，小五站鎮20598人，大四站鎮23717人，雙河鎮19767人，倭肯鎮15527人，鎮郊鄉18180人，長興鄉10109人，羅泉鄉8561人，搶墾鄉11528人，杏樹鄉15749人，吉興鄉12571人，恒太鄉11192人，永順鄉9417人，青山鄉17305人，北興農場22466人，種畜場11949人。

2009年12月11日，《黑龍江省民政廳關于調整七臺河市部分行政區劃的批復》（黑民區[2009]127號）同意將勃利縣長興鄉劃歸七臺河市新興區管轄。