托克遜，維吾爾語，意為數字“九十”。舊稱篤進，他古新、托克三等。據《突厥語詞典》，“托克遜”系突厥語，意為“九乘十”，即九十之意。

椐史料記載：西漢時期西域三十六國之一的“山國”就在托克遜境內。南北朝時期為高昌國西鎮城，是絲綢之路高昌到焉耆的必經之城。唐貞觀十四年（公元640年）設天山縣，屬西州。清乾隆二十四年（1759年）建吐魯番六城，托克遜為六城之一，屬辟展辦事大臣。光緒十二年（1886年）屬吐魯番直隸廳。

1913年在托克遜設立分縣，隸屬于吐魯番縣，1930年設托克遜設治局，1936年置托克遜縣。1938年劃歸迪化行政區，1956年為自治區直屬縣，1970年歸烏魯木齊市領導，1975年歸吐魯番地區管轄至今。

1997年，全縣轄3個鎮、4個鄉：托克遜鎮、庫米什鎮、克爾堿鎮、夏鄉、郭勒布依鄉、伊拉湖鄉、博斯坦鄉。

2000年第五次人口普查，托克遜縣常住總人口102150人，其中：托克遜鎮16723人、庫米什鎮1119人、庫加依鎮2011人、夏鄉28083人、郭勒布衣鄉18392人、伊拉湖鄉15385人、博斯坦鄉20437人。

2003年，托克遜縣總面積16171.47平方千米。總人口107768人。轄3鎮、4鄉：托克遜鎮、克爾堿鎮、庫米什鎮、博斯坦鄉、伊拉湖鄉、夏鄉、郭勒布依鄉�！竟灿�7個居委會、45個行政村，50個居民小組、246個村民小組。境內有2個農、林場】

2008年10月，《新疆維吾爾自治區政府關于調整烏魯木齊市達坂城區與吐魯番地區托克遜縣行政區域界線的通知》（新政發[2008]72號）同意將烏魯木齊市達坂城區的魚兒溝街道、星火街道428.4平方公里劃歸吐魯番地區托克遜縣管理【2009年6月30日，托克遜縣與烏魯木齊市達坂城區關于調整行政區域界線的協議在烏魯木齊市簽訂】。托克遜縣接管后，于2009年初設立石烽鎮（籌備辦公室）。

2009年，克爾堿鎮更名為庫加依鎮。2010年5月，石烽鎮（籌）更名為阿樂惠鎮并掛牌成立，下設魚兒溝、南泉、阿拉溝3個社區。

2010年第六次人口普查，托克遜縣常住總人口118221人，其中：托克遜鎮29657人，庫米什鎮1389人，庫加依鎮3170人，阿樂惠鎮3576人，夏鄉25182人，郭勒布依鄉18865人，伊拉湖鄉15165人，博斯坦鄉21217人。

2013年，自治區政府（新政函[2013]206號）批準同意撤銷伊拉湖鄉，設立伊拉湖鎮。調整后，全縣轄5個鎮、3個鄉：托克遜鎮、庫米什鎮、庫加依鎮、阿樂惠鎮、伊拉湖鎮、夏鄉、郭勒布依鄉、博斯坦鄉。