因城口山為名，一說因地當(dāng)陜西、湖北入川門戶，形如城口，故名。秦屬巴郡。西漢屬巴郡宕渠縣。東漢和帝時析宕渠之東置宣漢縣，屬巴郡宣漢縣。東晉恭帝時析宣漢縣東北部置東關(guān)縣，屬晉昌郡東關(guān)縣。西魏屬南并州南晉郡東關(guān)縣。北周省東關(guān)縣入宣漢縣，改南晉郡為永昌郡。隋屬并州通川郡宣漢縣。唐武德初年屬南并州通川郡東關(guān)縣。貞觀元年屬達州通川郡宣漢縣。五代蜀，縣境東北設(shè)通明院專司催科賦稅。宋屬達州通川郡通明院，紹興中期在明通院地增設(shè)通明縣。元省永穆、東鄉(xiāng)、通明三縣，屬達州新寧縣。
明正德十年割東鄉(xiāng)縣之太平里置太平縣。縣境設(shè)明通巡檢司。城口設(shè)理民府。清嘉慶七年升太平廳。城口設(shè)經(jīng)歷署。道光二年（1822）割太平廳之七、八、九保置城口廳，屬四川綏定府，太平復(fù)為縣。1913年改城口廳為城口縣，屬川東道綏定府。1935年屬四川省第九行政督察區(qū)（公署設(shè)萬縣）。1949年12月13日，城口縣解放，成立城口縣人民政府，先后屬四川省萬縣專（地）區(qū)、萬縣市。1997年屬重慶直轄市。
《城口廳志·疆域》記載，“城口廳東西距570里，南北距410里”。以城口廳署駐地（今葛城鎮(zhèn)）為中心，八至的距離分別是：正東至兩扇門、老鴉鋪交陜西興安府平利縣界340里。正西至八臺山交本省綏定府縣太平界230里。正南至雪雹山交本省夔州府開縣界180里。正北至大界嶺交陜西興安府紫陽界230里，東南至剪刀架交本省夔州府大寧縣界200里。西南至七里溝交本省綏定府太平縣界200里。東北至南天門交陜西興安府磚坪廳界160里。西北至雞公灘、分水埡交本省綏定府太平縣界130里。
清同治五年(1879)，對城、萬邊境的“插花界”進行了調(diào)整，原屬城口廳管轄的松樹門口、燈盞窩、楊家壩、官家埡口、吊橋、石壩子(白果鄉(xiāng))、滾筒坡、龍王溝、毛坡等地，劃歸萬源縣。梨兒埡、曾家河等地，歸屬城口。城口境域從此穩(wěn)定下來。
1996年，城口縣面積3285.9平方千米，人口約22萬人。轄葛城、坪壩、明通、修齊、高觀、廟壩6個鎮(zhèn)；棉沙、高燕、龍?zhí)铩⒓瘛⒓龓X、北屏、新樅、高楠、左嵐、后裕、黃溪、沿河、明月、中溪、雞鳴、咸宜、周溪、蓼子、桃元、明中、燕麥、杉木、嵐天、石坊、治坪、紅花、厚坪、河魚、渭河、黃安、東安、羅江、白芷、雙河、余坪35個鄉(xiāng)。縣政府駐葛城鎮(zhèn)。
2000年第五次人口普查，城口縣常住總?cè)丝诳側(cè)丝?25841人，其中：葛城鎮(zhèn)18469人、坪壩鎮(zhèn)10768人、明通鎮(zhèn)7695人、修齊鎮(zhèn)9863人、高觀鎮(zhèn)6074人、廟壩鎮(zhèn)7041人、棉沙鄉(xiāng)8680人、高燕鄉(xiāng)8862人、龍?zhí)镟l(xiāng)4794人、箭竹鄉(xiāng)1722人、箭蛉鄉(xiāng)2047人、北屏鄉(xiāng)6464人、新樅鄉(xiāng)5319人、黃溪鄉(xiāng)7316人、高楠鄉(xiāng)6013人、左嵐鄉(xiāng)3813人、后裕鄉(xiāng)2998人、明月鄉(xiāng)6377人、沿河鄉(xiāng)4895人、中溪鄉(xiāng)3067人、咸宜鄉(xiāng)10343人、雞鳴鄉(xiāng)5086人、周溪鄉(xiāng)6100人、蓼子鄉(xiāng)6533人、桃元鄉(xiāng)5314人、明中鄉(xiāng)3403人、燕麥鄉(xiāng)2740人、杉木鄉(xiāng)3066人、治坪鄉(xiāng)4430人、厚坪鄉(xiāng)4172人、紅花鄉(xiāng)2257人、石坊鄉(xiāng)4461人、嵐天鄉(xiāng)3460人、河魚鄉(xiāng)4613人、渭河鄉(xiāng)2686人、黃安鄉(xiāng)1551人、東安鄉(xiāng)8039人、羅江鄉(xiāng)5259人、白芷鄉(xiāng)2197人、雙河鄉(xiāng)4407人、余坪鄉(xiāng)3447人。
2002年末，城口縣戶籍總?cè)丝?2.66萬人，其中非農(nóng)業(yè)人口2.32萬人。轄8個鎮(zhèn)、24個鄉(xiāng)，16個居委會、258個村委會。
2004年9月9日，重慶市政府（渝府[2004]229號）批復(fù)同意城口縣將32個鄉(xiāng)鎮(zhèn)調(diào)整為24個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。其中，撤銷1個鎮(zhèn)、7個鄉(xiāng)，調(diào)整5個鎮(zhèn)、3個鄉(xiāng)行政轄區(qū)范圍，保留2個鎮(zhèn)、14個鄉(xiāng)行政轄區(qū)和政府駐地不變。具體為：撤銷棉沙鎮(zhèn)，并入葛城鎮(zhèn)；撤銷石坊鄉(xiāng)，并入修齊鎮(zhèn)；撤銷渭河鄉(xiāng)，并入高觀鎮(zhèn)；撤銷明月鄉(xiāng)，并入高燕鄉(xiāng)；撤銷羅江鄉(xiāng)，并入廟壩鎮(zhèn)；撤銷桃園鄉(xiāng)，并入蓼子鄉(xiāng)；撤銷黃溪鄉(xiāng)，并入巴山鎮(zhèn)；撤銷后裕鄉(xiāng)，并入左嵐鄉(xiāng)。
2005年末，城口縣戶籍人口23.28萬人。其中農(nóng)業(yè)人口20.65萬人，非農(nóng)業(yè)人口2.63萬人；常住人口19.21萬人。轄7個鎮(zhèn)、17個鄉(xiāng)。
2009年12月1日，重慶市政府（渝府[2009]179號）批復(fù)同意撤銷葛城鎮(zhèn)，設(shè)立葛城街道、復(fù)興街道。調(diào)整后，全縣轄2個街道、6個鎮(zhèn)、17個鄉(xiāng)：葛城街道、復(fù)興街道、巴山鎮(zhèn)、坪壩鎮(zhèn)、廟壩鎮(zhèn)、明通鎮(zhèn)、修齊鎮(zhèn)、高觀鎮(zhèn)、高燕鄉(xiāng)、龍?zhí)镟l(xiāng)、北屏鄉(xiāng)、高楠鄉(xiāng)、左嵐鄉(xiāng)、沿河鄉(xiāng)、雙河鄉(xiāng)、蓼子鄉(xiāng)、雞鳴鄉(xiāng)、咸宜鄉(xiāng)、周溪鄉(xiāng)、明中鄉(xiāng)、治平鄉(xiāng)、嵐天鄉(xiāng)、厚坪鄉(xiāng)、河魚鄉(xiāng)、東安鄉(xiāng)。縣政府駐葛城街道土城路北門口1號。
2010年第六次人口普查，城口縣常住總?cè)丝?92967人，其中：葛城街道26649人，復(fù)興街道10663人，巴山鎮(zhèn)10820人，坪壩鎮(zhèn)10342人，廟壩鎮(zhèn)10342人，明通鎮(zhèn)6437人，修齊鎮(zhèn)13874人，高觀鎮(zhèn)7294人，高燕鄉(xiāng)11655人，龍?zhí)镟l(xiāng)6983人，北屏鄉(xiāng)4964人，高楠鄉(xiāng)5099人，左嵐鄉(xiāng)4968人，沿河鄉(xiāng)5444人，雙河鄉(xiāng)7871人，蓼子鄉(xiāng)8744人，雞鳴鄉(xiāng)3701人，咸宜鄉(xiāng)7232人，周溪鄉(xiāng)4873人，明中鄉(xiāng)4173人，治平鄉(xiāng)3334人，嵐天鄉(xiāng)2644人，厚坪鄉(xiāng)4645人，河魚鄉(xiāng)3382人，東安鄉(xiāng)6834人。
2012年12月20日，重慶市政府（渝府[2012]106號）批復(fù)同意城口縣撤銷高燕鄉(xiāng)設(shè)立高燕鎮(zhèn)。2014年8月19日，重慶市政府（渝府[2014]52號）批復(fù)同意：撤銷東安鄉(xiāng)，設(shè)立東安鎮(zhèn)；撤銷咸宜鄉(xiāng)，設(shè)立咸宜鎮(zhèn)；撤銷高楠鄉(xiāng)，設(shè)立高楠鎮(zhèn)。調(diào)整后，城口縣轄2個街道、10個鎮(zhèn)、13個鄉(xiāng)：葛城街道、復(fù)興街道、巴山鎮(zhèn)、坪壩鎮(zhèn)、廟壩鎮(zhèn)、明通鎮(zhèn)、修齊鎮(zhèn)、高觀鎮(zhèn)、高燕鎮(zhèn)、東安鎮(zhèn)、咸宜鎮(zhèn)、高楠鎮(zhèn)、龍?zhí)镟l(xiāng)、北屏鄉(xiāng)、左嵐鄉(xiāng)、沿河鄉(xiāng)、雙河鄉(xiāng)、蓼子鄉(xiāng)、雞鳴鄉(xiāng)、周溪鄉(xiāng)、明中鄉(xiāng)、治平鄉(xiāng)、嵐天鄉(xiāng)、厚坪鄉(xiāng)、河魚鄉(xiāng)。