栒邑縣因境內栒原得名。古豳（亦作邠）國，周祖先公劉居地�！对姟ご笱拧す珓ⅰ罚骸昂V公劉，于豳斯館�！痹诮窨h西南30里。周曾置邑。秦于今職田鎮置栒邑縣，屬內史。漢屬右扶風，三國魏屬新平郡。西晉改名邠邑縣，后廢。北魏太延二年（436年）將兩漢置于寧夏同心縣的三水縣遷境內，后又遷入高平、爰得二縣。西魏大統十四年（548年）三水縣治移今城關鎮西北白馬堡。北周撤銷高平、爰得二縣。

隋開皇三年（583年）屬豳州；大業二年（606年）屬寧州，縣治移于今縣北15里，三年屬北地郡；義寧二年（618年）屬新平郡。唐廣德元年（763年）移治今縣東北職田鎮，元和四年（809年）復移今縣舊治，屬邠州。宋、金因之。蒙古至元七年（1270年）省三水縣入淳化縣。明成化十三年（1477年）于今城關鎮復置三水縣，屬邠州。1913年因與廣東省三水縣重名，復名栒邑縣。1914年屬關中道。1928年直屬省。

1934年冬陜甘邊蘇維埃政府在今后掌鄉陽坡頭村設新正縣，在底廟鎮郭村設永紅縣。1937年廢永紅縣入新正縣。1940年在馬欄鎮設陜甘寧邊區關中分區，轄新正、新寧、赤水、淳耀四縣。1949年5月增設馬欄縣，同年7月撤銷新正縣，9月撤銷馬欄縣，屬邠縣分區。1950年屬咸陽專區。1956年直屬省。1958年并栒邑縣入邠縣，1961年復置栒邑縣，屬咸陽專區。1964年因栒字生僻，改栒邑縣為旬邑縣。1968年屬咸陽地區。1983年屬咸陽市。

1996年，旬邑縣面積1697平方千米，人口約24.7萬人。轄5個鎮、12個鄉：城關鎮、土橋鎮、張洪鎮、太村鎮、職田鎮、清源鄉、第界鄉、赤道鄉、原底鄉、鄭家鄉、湫坡頭鄉、底廟鄉、排廈鄉、石門鄉、丈八寺鄉、后掌鄉、馬欄鄉�？h政府駐城關鎮。

1997年，底廟鄉改為底廟鎮，鄭家鄉改為鄭家鎮，湫坡頭鄉改為湫坡頭鎮，丈八寺鄉改為丈八寺鎮。調整后，旬邑縣轄9個鎮、8個鄉。

2000年第五次人口普查，旬邑縣常住總人口261666人，其中：城關鎮20584人，土橋鎮20956人，職田鎮28107人，張洪鎮17772人，太村鎮32789人，鄭家鎮19215人，漱坡頭鎮25272人，底廟鎮18390人，丈八寺鎮11543人，清塬鄉9457人，第界鄉1082人，石門鄉690人，馬欄鄉4125人，后掌鄉10400人，赤道鄉11688人，原底鄉16928人，排廈鄉12668人。

2001年，撤銷第界鄉并入城關鎮，撤銷石門鄉并入清塬鄉，撤銷馬欄鄉、后掌鄉合并設立馬欄鎮。調整后，旬邑縣轄10個鎮、4個鄉：城關鎮、土橋鎮、職田鎮、張洪鎮、太村鎮、鄭家鎮、湫坡頭鎮、底廟鎮、丈八寺鎮、馬欄鎮、清塬鄉、赤道鄉、原底鄉、排廈鄉。

2006年，旬邑縣總面積1787平方千米，總人口26.98萬人。轄排廈、原底、赤道、清原4個鄉和城關、太村、職田、張洪、土橋、底廟、湫坡頭、鄭家、丈八寺、馬欄10個鎮，187個行政村、2個社區。

2010年第六次人口普查，旬邑縣常住總人口261566人，其中：城關鎮32451人，土橋鎮20795人，職田鎮24335人，張洪鎮17370人，太村鎮33973人，鄭家鎮19439人，湫坡頭鎮22495人，底廟鎮18212人，丈八寺鎮11639人，馬欄鎮12608人，清塬鄉10087人，赤道鄉11463人，原底鄉14558人，排廈鄉12141人。

2011年，撤銷排廈鄉并入土橋鎮，撤銷原底鄉并入張洪鎮，撤銷赤道鄉并入太村鎮，撤銷清塬鄉設立清塬鎮。調整后，旬邑縣轄11個鎮：城關鎮、土橋鎮、職田鎮、張洪鎮、太村鎮、鄭家鎮、湫坡頭鎮、底廟鎮、丈八寺鎮、馬欄鎮、清塬鎮。

2012年末，旬邑縣面積1774.4平方千米，戶籍人口294421人，常住人口26.38萬人。2013年末，旬邑縣轄11個鎮，共有2個社區、187個行政村，縣政府駐城關鎮。

2015年，撤銷城關鎮，設立城關街道；撤銷丈八寺鎮，并入土橋鎮。調整后，旬邑縣轄1個街道、9個鎮：城關街道、土橋鎮、職田鎮、張洪鎮、太村鎮、鄭家鎮、湫坡頭鎮、底廟鎮、馬欄鎮、清塬鎮。