縣因境內突泉得名。清初，突泉一帶屬蒙古科爾沁部領地。光緒三十三年（1907年）設醴泉鎮，隸屬洮南府管轄。宣統元年（1909年）于醴泉鎮設置醴泉縣，隸屬奉天行省洮南府。1914年1月因與陜西省醴泉縣重名，更名為突泉縣，縣址改稱突泉鎮。同年6月，隸屬奉天省洮昌道。1929年2月，廢止道制，改由遼寧省（奉天省改稱）直轄。

東北淪陷后，初隸奉天省，1934年12月劃歸龍江省管轄。1937年3月改稱醴泉縣。1943年10月劃歸興安總省管轄。1945年抗日戰爭勝利后，恢復突泉縣名稱，劃歸嫩江省管轄。1946年3月劃歸嫩南行政區，5月復歸嫩江省，6月改隸遼吉行政區。1947年1月劃歸遼北省管轄。

1949年5月（一說1948年10月）劃歸內蒙古自治區管轄，隸屬興安盟。1953年3月隸屬內蒙古自治區東部區行政公署。1954年5月（一說4月）改隸呼倫貝爾盟。1960年1月（一說1959年7月）撤銷突泉縣，并入科爾沁右翼中旗，旗政府駐突泉鎮。1962年10月（一說3月）恢復突泉縣。1969年7月劃歸吉林省管轄，隸屬白城地區。1979年7月劃歸內蒙古自治區管轄，隸屬呼倫貝爾盟。1980年10月（一說7月26日），改隸興安盟。

1997年，突泉縣總面積4971.6平方千米，總人口307122人，轄3鎮11鄉：突泉鎮、六戶鎮、東杜爾基鎮、水泉鄉、太東鄉、九龍鄉、永安鄉、溪柳鄉、太平鄉、學田鄉、巨力鄉、哈拉沁鄉、寶石鄉、太和鄉，188個行政村，876個村民小組。

1999年，撤銷永安鄉、水泉鄉、寶石鄉，設立永安鎮、水泉鎮、寶石鎮。

2000年第五次人口普查，突泉縣總人口292852人，其中：突泉鎮52839人，六戶鎮20964人，東杜爾基鎮23768人，永安鎮15900人，水泉鎮20439人，寶石鎮23534人，溪柳鄉15520人，太東鄉20690人，學田鄉19323人，巨力鄉12025人，哈拉沁鄉10000人，九龍鄉14992人，太平鄉22773人，太和鄉17117人，牡爾基農場2968人。2000年末，突泉縣面積4889.5平方千米，人口302405人，轄6個鎮、8個鄉，188個行政村，963個村民小組。

2001年，撤銷巨力鄉，并入六戶鎮；撤銷哈拉沁鄉，并入永安鎮。區劃調整后，突泉縣轄6個鎮、6個鄉：突泉鎮、六戶鎮、東杜爾基鎮、永安鎮、水泉鎮、寶石鎮、溪柳鄉、太東鄉、學田鄉、九龍鄉、太平鄉、太和鄉，共有188個行政村，963個村民小組。

2006年，撤銷溪柳鄉、太平鄉，并入突泉鎮；撤銷太東鄉，并入東杜爾基鎮；撤銷太和鄉，并入六戶鎮；撤銷九龍鄉，并入水泉鎮；撤銷學田鄉，并入寶石鎮。（原6鄉撤鄉后改辦事處）

2006年，突泉縣總人口313160人，其中：漢族人口227693人，蒙古族人口57125人，其他滿、回、朝等少數民族人口28342人；非農業人口66647人。

2009年，突泉縣總面積4889.5平方千米，總人口314601人，其中：漢族人口224289人，蒙古族60168人，其他滿、回、朝等少數民族人口30144人。轄突泉、六戶、杜爾基、水泉、永安、寶石6個鎮，學田、溪柳、太平、太東、太和、九龍6個辦事處，盟屬國有杜爾基農場駐突泉縣，共有188個行政村、19個居委會，464個自然屯。

2011年3月，突泉縣按照《興安盟新設置蘇牧鄉鎮實施方案》要求，在原有6個鎮的基礎上增設學田、九龍、太平3個鄉，撤并6個辦事處。【將曙光等21個行政村（即太平辦事處）和太本林場劃出恢復太平鄉，將東杜爾基鎮的東方紅等15個行政村（即太東辦事處）并入突泉鎮，將水泉鎮的九龍等13個行政村（即九龍辦事處）劃出恢復九龍鄉，將寶石鎮的學田等15個行政村（即學田辦事處）劃出恢復學田鄉】