清光緒《綏德府志》：米脂“金縣名。本宋米脂城，以地有米脂水，沃壤宜粟，其米汁淅之如脂，故以名城，金升為縣，因宋舊名。”另據(jù)《夢溪筆談》：“鄜延境內(nèi)有石油，舊有‘高奴縣出脂水’，即此也。”西漢于縣西北設(shè)獨樂縣，東漢廢。北魏于今縣東北置撫寧郡，西魏設(shè)開疆縣，為撫寧郡治；于境西設(shè)撫寧縣，屬撫寧郡。
隋開皇三年（583年）廢郡。唐初廢開疆縣【一說北周保定三年（563）設(shè)銀州。隋代大業(yè)三年（607）撤銀州，設(shè)雕陰郡。唐朝貞觀（628）廢雕陰郡，復(fù)置銀洲，改設(shè)銀州郡】。五代十國時屬定難軍。北宋至道（995-997年）后廢撫寧縣。后受西夏統(tǒng)治，在今縣城所在地先建畢家砦，后改米脂砦。元豐四年（1081年）置宋軍收復(fù)，始建米脂城。
金正大三年（蒙古太祖二十一年，1226年）于米脂砦（即今址）設(shè)米脂縣，屬綏德州。元、明、清均屬綏德州管轄。明崇禎十六年（1643），李自成在西安建立大順政權(quán)，改米脂縣為天保縣，隸屬延安府，清復(fù)稱米脂縣。1914年屬榆林道。1928年直屬省。后屬第一督察區(qū)（榆林）。
1937年7月，米脂縣劃屬陜甘寧邊區(qū)，隸屬綏德專區(qū)。1941年屬陜甘寧邊區(qū)綏德分區(qū)。1950年屬綏德專區(qū)。1956年9月屬榆林專區(qū)。1958年12月省葭縣并入，1961年9月析出復(fù)設(shè)。1969年屬榆林地區(qū)。1999年屬榆林市。
1997年，楊家溝鄉(xiāng)改為楊家溝鎮(zhèn)，杜家溝鄉(xiāng)改為杜家溝鎮(zhèn)，沙家店鄉(xiāng)改為沙家店鎮(zhèn)，印斗鄉(xiāng)改為印斗鎮(zhèn)。調(diào)整后，米脂縣轄7鎮(zhèn)8鄉(xiāng)：米脂鎮(zhèn)、龍鎮(zhèn)、印斗鎮(zhèn)、沙家店鎮(zhèn)、桃鎮(zhèn)、楊家溝鎮(zhèn)、 杜家石溝鎮(zhèn)、李家站鄉(xiāng)、十里鋪鄉(xiāng)、城郊鄉(xiāng)、橋河岔鄉(xiāng)、高渠鄉(xiāng)、郭家砭鄉(xiāng)、 郭興莊鄉(xiāng)、姬家岔鄉(xiāng)。總面積1212平方千米，總?cè)丝?0.6萬人，縣政府駐米脂鎮(zhèn)。
2000年第五次人口普查，全縣總?cè)丝?00626人，其中：米脂鎮(zhèn)28128人、桃鎮(zhèn)鎮(zhèn)10883人、龍鎮(zhèn)鎮(zhèn)16621人、楊家溝鎮(zhèn)14222人、杜家石溝鎮(zhèn)16793人、沙家店鎮(zhèn)13950人、印斗鎮(zhèn)11679人、城郊鄉(xiāng)20199人、姬家岔鄉(xiāng)9564人、橋河岔鄉(xiāng)11377人、高渠鄉(xiāng)9207人、李家站鄉(xiāng)8327人、郭興莊鄉(xiāng)9027人、郭家砭鄉(xiāng)5737人、十里鋪鄉(xiāng)14912人。
2001年，撤銷城郊鄉(xiāng)并入米脂鎮(zhèn)并更名為銀州鎮(zhèn)，撤銷郭家砭鄉(xiāng)并入龍鎮(zhèn)鎮(zhèn)。調(diào)整后，米脂縣轄7個鎮(zhèn)、6個鄉(xiāng)：銀洲鎮(zhèn)、桃鎮(zhèn)鎮(zhèn)、龍鎮(zhèn)鎮(zhèn)、楊家溝鎮(zhèn)、杜家石溝鎮(zhèn)、沙家店鎮(zhèn)、印斗鎮(zhèn)、姬家岔鄉(xiāng)、橋河岔鄉(xiāng)、高渠鄉(xiāng)、李家站鄉(xiāng)、十里鋪鄉(xiāng)、郭興莊鄉(xiāng)。
2003年，米脂縣轄銀州鎮(zhèn)、楊家溝鎮(zhèn)、桃鎮(zhèn)、印斗鎮(zhèn)、沙家店鎮(zhèn)、龍鎮(zhèn)、杜家石溝鎮(zhèn)7個鎮(zhèn)和十里鋪鄉(xiāng)、姬家岔鄉(xiāng)、橋河岔鄉(xiāng)、高渠鄉(xiāng)、李家站鄉(xiāng)、郭興莊鄉(xiāng)6個鄉(xiāng)，共有396個行政村、6個社區(qū)。
2011年，撤銷姬家岔鄉(xiāng)并入桃鎮(zhèn)鎮(zhèn)，撤銷高渠鄉(xiāng)并入銀州鎮(zhèn)，撤銷李站鄉(xiāng)并入沙家店鎮(zhèn)，撤銷郭興莊鄉(xiāng)設(shè)立郭興莊鎮(zhèn)。調(diào)整后，米脂縣轄8個鎮(zhèn)、2個鄉(xiāng)：銀洲鎮(zhèn)、桃鎮(zhèn)鎮(zhèn)、龍鎮(zhèn)鎮(zhèn)、楊家溝鎮(zhèn)、杜家石溝鎮(zhèn)、沙家店鎮(zhèn)、印斗鎮(zhèn)、郭興莊鎮(zhèn)、橋河岔鄉(xiāng)、十里鋪鄉(xiāng)。