據《西域水道記》，托里為蒙古語，意為“鏡子”，因境內泉水清亮如鏡而得名。原名托里布拉克，意為鏡泉。有泉，圓如明鏡，以泉得名。

清乾隆三十一年（1766年）安設從庫爾喀喇烏蘇到塔爾巴哈臺共10處軍臺，有托里布拉克腰臺。后設托里驛。托里原屬額敏縣，1950年以額敏縣八、九、十三等三個區的行政區域成立托里中心區。1952年經中央批準，從額敏縣析置建托里縣。以后隸屬塔城專區、塔城地區。

1956年置托里鎮。

1996年，托里縣轄3個鎮、4個鄉：托里鎮、鐵廠溝鎮、廟爾溝鎮、阿合別里斗鄉、多拉特鄉、烏雪特鄉、庫普鄉。駐有新疆生產建設兵團農九師170團、農九師一運司、地區煤礦、林場等。

2000年第五次人口普查，托里縣常住總人口79882人，其中：托里鎮19371人、鐵廠溝鎮10744人、廟爾溝鎮5064人、多拉特鄉 9711人、烏雪特鄉8812人、庫普鄉8923人、阿合別里斗鄉4530人、加爾巴斯農場703人、鐵斯巴汗牧場3771人、喀拉托別牧場3486人、也格孜庫勒牧場2488人、兵團一七零團2279人。

2003年，托里縣總面積19991.99平方千米，總人口88340人，轄3鎮4鄉：托里鎮、鐵廠溝鎮、廟爾溝鎮、阿克別里斗鄉、多拉特鄉、烏雪特鄉、庫普鄉。縣政府駐托里鎮。

2010年第六次人口普查，托里縣常住總人口93098人，其中：托里鎮28378人，鐵廠溝鎮11422人，廟爾溝鎮5965人，多拉特鄉11609人，烏雪特鄉10809人，庫普鄉14561人，阿克別里斗鄉7650人，白楊河林場7人，老風口林場41人，巴爾魯克山塔斯特林場1人，兵團一七零團2655人。