1942年9月由綏德、米脂、清澗、橫山、子長等縣析置西川行政區(qū)辦事處，同年10月改名綏西辦事處并遷駐今雙湖峪鎮(zhèn)，為陜甘寧邊區(qū)的一個縣級政權(quán)。
1944年改設(shè)子洲縣，以革命先烈李子洲名字命名，屬綏德分區(qū)。1950年屬綏德專區(qū)。1956年屬榆林專區(qū)。1958年省子洲縣入綏德縣，1961年復(fù)設(shè)。1969年屬榆林地區(qū)。1999年屬榆林市。
1996年，子洲縣面積2042平方千米，人口28.6萬人。轄4鎮(zhèn)18鄉(xiāng)：雙湖峪鎮(zhèn)、老君殿鎮(zhèn)、馬蹄溝鎮(zhèn)、周家鹼鎮(zhèn)、何家集鄉(xiāng)、裴家灣鄉(xiāng)、淮寧灣鄉(xiāng)、杜家灣鄉(xiāng)、駝耳巷鄉(xiāng)、 周家圪嶗鄉(xiāng)、苗家坪鄉(xiāng)、三川口鄉(xiāng)、西莊鄉(xiāng)、三眼泉鄉(xiāng)、 瓜園則灣鄉(xiāng)、李孝河鄉(xiāng)、電市鄉(xiāng)、水地灣鄉(xiāng)、馬岔鄉(xiāng)、槐樹岔鄉(xiāng)、高家坪鄉(xiāng)、磚廟鄉(xiāng)。縣政府駐雙湖峪鎮(zhèn)。
1997年，何家集鄉(xiāng)改為何家集鎮(zhèn)，裴家灣鄉(xiāng)改為裴家灣鎮(zhèn)，苗家坪鄉(xiāng)改為苗家坪鎮(zhèn)，三川口鄉(xiāng)改為三川口鎮(zhèn)，電市鄉(xiāng)改為電市鎮(zhèn)，磚廟鄉(xiāng)改為磚廟鎮(zhèn)。調(diào)整后，子洲縣轄10個鎮(zhèn)、12個鄉(xiāng)。
2000年第五次人口普查，子洲縣常住總?cè)丝?48619人，其中：雙湖峪鎮(zhèn)30300人、何家集鎮(zhèn)14540人、老君殿鎮(zhèn)11395人、裴家灣鎮(zhèn)14973人、苗家坪鎮(zhèn)18463人、三川口鎮(zhèn)12684人、馬蹄溝鎮(zhèn)18122人、周家鹼鎮(zhèn)12109人、電市鎮(zhèn)9189人、磚廟鎮(zhèn)8331人、淮寧灣鄉(xiāng)8330人、杜家灣鄉(xiāng)7457人、周圪嶗鄉(xiāng)8597人、駝耳巷鄉(xiāng)11962人、西莊鄉(xiāng)6994人、三眼泉鄉(xiāng)6945人、瓜園則灣鄉(xiāng)5822人、李孝河鄉(xiāng)6906人、水地灣鄉(xiāng)7174人、馬岔鄉(xiāng)12240人、槐樹岔鄉(xiāng)8857人、高家坪鄉(xiāng)7229人。
2001年，撤銷杜家灣鄉(xiāng)并入淮寧灣鄉(xiāng)，撤銷三眼泉鄉(xiāng)并入馬蹄溝鎮(zhèn)，撤銷西莊鄉(xiāng)并入三川口鎮(zhèn)，撤銷 周家圪嶗鄉(xiāng)并入苗家坪鎮(zhèn)。調(diào)整后，子洲縣轄10個鎮(zhèn)、8個鄉(xiāng)：雙湖峪鎮(zhèn)、何家集鎮(zhèn)、老君殿鎮(zhèn)、裴家灣鎮(zhèn)、苗家坪鎮(zhèn)、三川口鎮(zhèn)、馬蹄溝鎮(zhèn)、周家鹼鎮(zhèn)、電市鎮(zhèn)、磚廟鎮(zhèn)、駝耳巷鄉(xiāng)、瓜園則灣鄉(xiāng)、李孝河鄉(xiāng)、水地灣鄉(xiāng)、馬岔鄉(xiāng)、槐樹岔鄉(xiāng)、高家坪鄉(xiāng)、淮寧灣鄉(xiāng)。
2003年，子洲縣轄雙湖峪鎮(zhèn)、何家集鎮(zhèn)、老君殿鎮(zhèn)、裴家灣鎮(zhèn)、苗家坪鎮(zhèn)、三川口鎮(zhèn)、馬蹄溝鎮(zhèn)、市鎮(zhèn)、周家瞼鎮(zhèn)、磚廟鎮(zhèn)10個鎮(zhèn)和淮寧灣鄉(xiāng)、耳巷鄉(xiāng)、瓜園則灣鄉(xiāng)、李孝河鄉(xiāng)、水地灣鄉(xiāng)、岔鄉(xiāng)、槐樹岔鄉(xiāng)、高家坪鄉(xiāng)8個鄉(xiāng)，共有550個行政村、11個社區(qū)。
2010年第六次人口普查，子洲縣常住總?cè)丝?73986人，其中：雙湖峪鎮(zhèn)40027人，何家集鎮(zhèn)11382人，老君殿鎮(zhèn)9403人，裴家灣鎮(zhèn)9402人，苗家坪鎮(zhèn)17689人，三川口鎮(zhèn)9165人，馬蹄溝鎮(zhèn)13895人，周家鹼鎮(zhèn)7118人，電市鎮(zhèn)5015人，磚廟鎮(zhèn)5617人，駝耳巷鄉(xiāng)5458人，瓜園則灣鄉(xiāng)4129人，李孝河鄉(xiāng)3381人，水地灣鄉(xiāng)4681人，馬岔鄉(xiāng)8926人，槐樹岔鄉(xiāng)6202人，高家坪鄉(xiāng)4208人，淮寧灣鄉(xiāng)8288人。
2011年，撤銷高坪鄉(xiāng)并入周家鹼鎮(zhèn)，撤銷瓜則灣鄉(xiāng)并入馬蹄溝鎮(zhèn)，撤銷并李孝河鄉(xiāng)、水地灣鄉(xiāng)并入電市鎮(zhèn)，撤銷淮寧灣鄉(xiāng)設(shè)立淮寧灣鎮(zhèn)。調(diào)整后，子洲縣轄11個鎮(zhèn)、3個鄉(xiāng)：雙湖峪鎮(zhèn)、何家集鎮(zhèn)、老君殿鎮(zhèn)、裴家灣鎮(zhèn)、苗家坪鎮(zhèn)、三川口鎮(zhèn)、馬蹄溝鎮(zhèn)、周家鹼鎮(zhèn)、電市鎮(zhèn)、磚廟鎮(zhèn)、淮寧灣鎮(zhèn)、駝耳巷鄉(xiāng)、馬岔鄉(xiāng)、槐樹岔鄉(xiāng)。
2012年末，子洲縣面積2026.6平方千米，戶籍人口318677人，常住人口17.42萬人。2013年末，子洲縣轄11個鎮(zhèn)、3個鄉(xiāng)，共有11個社區(qū)、549個行政村，縣政府駐雙湖峪鎮(zhèn)。
2015年，撤銷雙湖峪鎮(zhèn)，設(shè)立雙湖峪街道；撤銷槐樹岔鄉(xiāng)、馬岔鄉(xiāng)，合并設(shè)立馬岔鎮(zhèn)。調(diào)整后，子洲縣轄1個街道、11個鎮(zhèn)、1個鄉(xiāng)。