漢武帝置昭武縣。晉避景帝諱改為臨澤縣。據(jù)《讀史方輿紀(jì)要》，古張掖河，流經(jīng)峽口，入居延海，居延海亦謂之居延澤，因以臨居延澤為名。北魏廢臨澤縣。清乾隆十八年（1753）析張掖縣置撫彝廳。1913年改廳為縣，1928年復(fù)稱臨澤縣。
1949年，臨澤縣隸于張掖分區(qū)。1950年，改屬酒泉分區(qū)（后改稱專署）。1952年縣治由蓼泉遷沙河堡。1955年仍屬?gòu)堃磳^(qū)。1958年撤銷臨澤縣并入張掖、高臺(tái)2縣。1961年恢復(fù)臨澤縣，屬?gòu)堃磳^(qū)（后改為地區(qū)）。現(xiàn)為張掖市轄縣。
1996年，臨澤縣面積2755平方千米，人口14.1萬人。轄1個(gè)鎮(zhèn)、8個(gè)鄉(xiāng)：城關(guān)鎮(zhèn)、沙河鄉(xiāng)、平川鄉(xiāng)、板橋鄉(xiāng)、蓼泉鄉(xiāng)、鴨暖鄉(xiāng)、小屯鄉(xiāng)、新華鄉(xiāng)、倪家營(yíng)鄉(xiāng)。縣政府駐城關(guān)鎮(zhèn)。
2000年第五次人口普查，臨澤縣常住總?cè)丝?44875人，其中（3個(gè)鎮(zhèn)、6個(gè)鄉(xiāng)）：城關(guān)鎮(zhèn)15384人，沙河鎮(zhèn)23031人，新華鎮(zhèn)19473人，小屯鄉(xiāng)9418人，蓼泉鄉(xiāng)17709人，平川鄉(xiāng)21630人，板橋鄉(xiāng)17164人，鴨暖鄉(xiāng)11346人，倪家營(yíng)鄉(xiāng)9720人。
2003？年，城關(guān)鎮(zhèn)、沙河鎮(zhèn)合并為沙河鎮(zhèn)，小屯鄉(xiāng)并入鴨暖鄉(xiāng)。
2008年末，臨澤縣面積3148平方千米，轄5個(gè)鎮(zhèn)、2個(gè)鄉(xiāng)：沙河鎮(zhèn)、新華鎮(zhèn)、蓼泉鎮(zhèn)、平川鎮(zhèn)、板橋鎮(zhèn)、鴨暖鄉(xiāng)、倪家營(yíng)鄉(xiāng)，共有71個(gè)行政村，677個(gè)村民小組。農(nóng)業(yè)人口3.29萬戶12.18萬人。縣政府駐沙河鎮(zhèn)。
2010年第六次人口普查，臨澤縣常住總?cè)丝?34328人，其中：沙河鎮(zhèn)42154人，新華鎮(zhèn)15138人，蓼泉鎮(zhèn)15185人，平川鎮(zhèn)17301人，板橋鎮(zhèn)15359人，鴨暖鄉(xiāng)18292人，倪家營(yíng)鄉(xiāng)9128人，國(guó)營(yíng)臨澤農(nóng)場(chǎng)1514人，五泉林場(chǎng)52人，沙河林場(chǎng)1人，小泉子治沙站23人，園藝場(chǎng)129人，良種繁殖場(chǎng)52人。
2014年，撤銷鴨暖鄉(xiāng)、倪家營(yíng)鄉(xiāng)，設(shè)立鴨暖鎮(zhèn)、倪家營(yíng)鎮(zhèn)。調(diào)整后，全縣轄7個(gè)鎮(zhèn)。同年，沙河鎮(zhèn)、新華鎮(zhèn)被列為全國(guó)重點(diǎn)鎮(zhèn)。