縣名因地下蘊藏豐富寶藏而得名。可可托海系哈薩克語，意為綠色的叢林。一說，可可托海系突厥語“藍色河彎”。又名庫額爾齊斯（哈薩克語，意為沒有樹林的額爾齊斯）。

漢代為匈奴地，隋唐屬西突厥。元代為蒙古諸王封地。清代屬科布多參贊大臣管轄，1907年科布多與阿爾泰分治，改屬阿爾泰辦事大臣管轄。民國8年（1919年）屬阿山道布倫托海縣佐。1937年由布倫托海縣（今福海縣）析置可可托海設治局。1941年升為縣，稱富蘊縣，縣治可可托海。1959年縣黨政機關遷至庫額爾齊斯。

1984年設庫額爾齊斯鎮。1997年，富蘊縣轄2個鎮、6個鄉：庫額爾齊斯鎮、可可托海鎮、吐爾洪鄉、喀拉通克鄉、庫爾特鄉、杜熱鄉、喀拉布勒根鄉、鐵買克鄉。

2000年第五次人口普查，富蘊縣常住總人口80986人，其中：庫額爾齊斯鎮16279人、可可托海鎮6011人、吐爾洪鄉15946人、杜熱鄉11959人、庫爾特鄉10478人、喀拉通克鄉8006人、鐵買克鄉4149人、喀拉布勒根鄉4806人、喀拉通克銅鎳礦3352人。

2003年，富蘊縣總面積32327平方千米，總人口82855人，轄3鎮6鄉：庫額爾齊斯鎮、可可托海鎮、恰庫爾圖鎮、吐爾洪鄉、喀拉通克鄉、庫爾特鄉、喀拉布勒根鄉、杜熱鄉、鐵買克鄉。縣政府駐額爾齊斯鎮。2008年，喀拉通克鄉更名為克孜勒希力克鄉。

2010年第六次人口普查，富蘊縣常住總人口87886人，其中：庫額爾齊斯鎮19772人，可可托海鎮5120人，恰庫爾圖鎮2567人，吐爾洪鄉14143人，杜熱鄉15253人，庫爾特鄉10093人，克孜勒希力克鄉11077人，鐵買克鄉4600人，喀拉布勒根鄉5261人。

2012年，自治區政府（新政函[2012]83號）同意設立喀拉通克鎮，喀拉通克鎮行政區域面積303.3平方公里，將克孜勒希力克鄉174.7平方公里和吐爾洪鄉128.6平方公里劃歸喀拉通克鎮。鎮政府駐地設在銅鎳礦西側。

2014年，自治區政府（新政函[2014]10號）同意撤銷杜熱鄉，設立杜熱鎮。至此，全縣轄5個鎮、5個鄉：庫額爾齊斯鎮、可可托海鎮、恰庫爾圖鎮、喀拉通克鎮、杜熱鎮、吐爾洪鄉、庫爾特鄉、克孜勒希力克鄉、鐵買克鄉、喀拉布勒根鄉。