宋太平興國七年（982）建火山軍，治平四年（1067）置火山縣，故治在今城關東南35千米舊縣鎮。熙寧四年（1071）廢火山縣。金貞元元年（1153）置河曲縣。取“河千里一曲”之義名縣。據《讀史方輿紀要》，縣城西瀕黃河，恰當河之彎曲處，因名河曲。

金大定二十二年（1182）升火山軍為火山州，縣屬之。大定末年改火山州為睲州，隸河東北路。蒙古至元二年（1265）廢河曲縣及睲州。明洪武二年（1369）復置河曲縣，六年廢，十三年再置，屬太原府。清雍正二年（1724）改屬保德州。乾隆二十七年（1762）縣徙今治。民國初年屬雁門道，道廢后直屬省。

1949年屬興縣專區。1952年屬忻縣專區。1958年偏關縣及保德縣之一部并入，屬晉北專區。1960年偏關、保德2縣析出。1961年復屬忻縣專區。1967年屬忻縣地區。1983年屬忻州地區。2000年屬地級忻州市。

1997年，河曲縣轄城關鎮、樓子營鎮、劉家塔鎮、巡鎮鎮、樹兒梁鄉、南墕鄉、寺墕鄉、五花城鄉、鹿固鄉、新窯鄉、舊縣鄉、葛真龍鄉、沙坪鄉、社梁鄉、紅崖峁鄉、土溝鄉、單寨鄉、前川鄉、陰塔鄉、沙泉鄉、趙家溝鄉。縣政府駐城關鎮。

2000年第五次人口普查，河曲縣總人口138811人，其中：城關鎮39052人，樓子營鎮9605人，劉家塔鎮7806人，巡鎮鎮14089人，樹兒粱鄉5613人，五花城鄉4067人，鹿固鄉4160人，寺也鄉4131人，南也鄉2865人，單寨鄉3287人，土溝鄉4078人，前川鄉3423人，紅崖峁鄉2336人，舊縣鄉8133人，抄坪鄉3712人，新窯鄉4973人，社梁鄉2489人，葛真龍鄉2747人，沙泉鄉5541人，陰塔鄉4128人，趙家溝鄉2576人。

2001年區劃調整后，全縣轄4個鎮、9個鄉：文筆鎮、樓子營鎮、劉家塔鎮、巡鎮、鹿固鄉、前川鄉、單寨鄉、土溝鄉、舊縣鄉、沙坪鄉、社梁鄉、沙泉鄉、趙家溝鄉。縣政府駐文筆鎮。