漢代稱寧縣，唐屬文德縣，金、元屬宣平縣，明洪武二十六年（1393年）置萬全左、右衛(wèi)。清康熙三十二年（1693年）改萬全右衛(wèi)為萬全縣。據(jù)傳，因這里“地勢險要，屯兵甚多，防備周全，萬無一失”而得名。

1941年與1958年前后兩次同懷安縣合并，1961年復(fù)置萬全縣。1983年，萬全縣政府駐地由萬全城遷至孔家莊鎮(zhèn)（1983年5月24日河北省人民政府批準，7月1日開設(shè)辦公）。1993年，萬全縣劃歸張家口市管轄。

1996年，萬全縣面積1161.5平方千米，人口20.9萬人，轄4個鎮(zhèn)、7個鄉(xiāng)：孔家莊鎮(zhèn)、萬全鎮(zhèn)、洗馬林鎮(zhèn)、郭磊莊鎮(zhèn)、宣平堡鄉(xiāng)、北沙城鄉(xiāng)、舊堡鄉(xiāng)、安家堡鄉(xiāng)、高廟堡鄉(xiāng)、新河口鄉(xiāng)、膳房堡鄉(xiāng)。縣政府駐孔家莊鎮(zhèn)。

2000年第五次人口普查，萬全縣常住總?cè)丝?07403人，其中：孔家莊鎮(zhèn)59453人，萬全鎮(zhèn)17930人，洗馬林鎮(zhèn)10497人，郭磊莊鎮(zhèn)23662人，膳房堡鄉(xiāng)10996人，新河口鄉(xiāng)8335人，宣平堡鄉(xiāng)10365人，高廟堡鄉(xiāng)13215人，舊堡鄉(xiāng)11393人，安家堡鄉(xiāng)23191人，北沙城鄉(xiāng)18366人。

2001年末，全縣面積1161.5平方千米，人口20.36萬人。2002年，全縣轄4個鎮(zhèn)、7個鄉(xiāng)，7個居委會、172個行政村。縣政府駐孔家莊鎮(zhèn)。

2003年末，全縣面積1158平方千米，人口22萬人。2004年末，全縣轄4個鎮(zhèn)、7個鄉(xiāng)，9個居委會、172個行政村。

2010年第六次人口普查，萬全縣常住總?cè)丝?11706人，其中：孔家莊鎮(zhèn)81909人，萬全鎮(zhèn)17217人，洗馬林鎮(zhèn)7432人，郭磊莊鎮(zhèn)22723人，膳房堡鄉(xiāng)9377人，北新屯鄉(xiāng)5718人，宣平堡鄉(xiāng)10342人，高廟堡鄉(xiāng)9916人，舊堡鄉(xiāng)9716人，安家堡鄉(xiāng)21661人，北沙城鄉(xiāng)15695人。