陽曲縣建于西漢，因“河（滹沱河）千里一曲，曲當其陽”而得名。清道光《陽曲縣志》：“陽曲乃汾曲之陽。”
　　春秋晉國于今縣境置盂縣，為晉大夫盂丙邑，后廢。西漢于今大盂鎮復置盂縣，于今黃寨鎮置狼孟縣，于今縣境置汾陽縣，俱屬太原郡。東漢廢汾陽縣。建安年間陽曲縣治自今定襄縣境徙今黃寨南8千米石城村，屬太原郡。晉末廢狼孟縣。北魏廢盂縣。永安中年陽曲縣徙治今太原市北郊區陽曲鎮南2千米，改屬永安郡。隋開皇三年（583）陽曲縣改陽直縣，復屬太原郡，十年徙治今黃寨東北7千米故縣村。十六年陽直縣改汾陽縣，復置盂縣。大業初年廢盂縣，汾陽縣改陽直縣，徙治今太原市北郊區陽曲鎮。義寧初年于今黃寨東25千米東凌井村置撫城縣。
　　唐武德元年（618）撫城縣改烏河縣。六年僑置蔚州，七年徙治今忻州地區繁峙縣境。同年于今黃寨東8千米洛陰村置羅陰縣，陽直縣改陽曲縣，俱屬并州。貞觀元年（627）廢烏河、羅陰2縣。八年于太原市區西北35千米今陽曲縣境僑置燕然縣，十四年廢入陽曲縣。開元十一年（723）陽曲縣改屬太原府。宋太平興國七年（982）徙治今太原市北城區古城街，屬太原府，且為府治。金天會年間徙治今太原市區。元屬冀寧路。明、清屬太原府。
　　民國初年屬冀寧道，道廢后直屬省，且為省會。抗日戰爭時期分置東、西陽曲2縣，分屬晉察冀邊區二分區與晉綏邊區三分區（后歸八分區）。1948年復為陽曲縣，初治上原，后徙治黃寨。1949年屬忻縣專區。1958年并入太原市。1960年復置，屬太原市。
　　1996年，陽曲縣面積2020平方千米，人口14萬人。轄4個鎮、11個鄉：黃寨鎮、泥屯鎮、大盂鎮、東黃水鎮、北留鄉、侯村鄉、高村鄉、凌井店鄉、楊興鄉、溫川鄉、西凌井鄉、北小店鄉、西莊鄉、伙路坪鄉、岔上鄉。縣政府駐黃寨鎮。
　　1998年底，陽曲縣面積2059平方千米，人口13.91萬，其中農業人口12.26萬。轄4個鎮、11個鄉，4個居委會，245個村委會，424個自然村。
　　2000年第五次人口普查，陽曲縣總人口142109人，其中：黃寨鎮34331人，大盂鎮13951人，東黃水鎮14886人，泥屯鎮19373人，高村鄉13180人，北留鄉6071人，候村鄉14521人，岔上鄉3127人，硅井店鄉11167人，西凌井鄉1420人，北小店鄉2387人，西莊鄉1527人，伙路坪鄉619人，楊興鄉3241人，溫川鄉2308人。
　　2001年，北留鄉（西龍莊、韓寨2村除外）并入黃寨鎮，北留鄉的西龍莊、韓寨2村并入侯村鄉，西莊鄉、伙路坪鄉并入西凌井鄉，西凌井鄉的掃峪、西坪、游坪3村并入北小店鄉，岔上鄉并入泥屯鎮，溫川鄉并入楊興鄉。調整后，陽曲縣轄6鄉4鎮；楊興鄉面積425.13平方千米，北小店鄉人口3741人。
　　2004年底，陽曲縣轄4個鎮、6個鄉：黃寨鎮、東黃水鎮、大盂鎮、泥屯鎮；侯村鄉、凌井店鄉、高村鄉、楊興鄉、西凌井鄉、北小店鄉。