石河子因河得名。十八世紀前為過渡牧場，清代是綏來縣（瑪納斯）西邊的一個村鎮，蘆葦叢生，人煙稀少�，F在石河子有稱為“老街”的地方，即當年的石河子，是大路邊的驛站。解放前，石河子附近聚居的人家只有20多戶，四周全是戈壁灘，因村邊有一條布滿碎石的干河床，故取名石河子。1917年謝彬《新疆游記》：“石河子，店鋪民居二十余家，為綏來鄉鎮第一。”此處原有一條瑪納斯河的岔流，枯水期河床裸露，石河子由此得名。

1950年2月，王震將軍率中國人民解放軍挺進石河子，拉動了“軍墾第一犁”，開始在這里開墾建城。1953年以后成為兵團農八師的墾區中心，也是新疆解放后在萬古荒原上軍墾建設最早、規模最大的城市。1971年正式設石河子市，為自治區直轄市。

1975年新疆軍區生產建設兵團撤銷，設立石河子地區（6月）、石河子市（1976年1月），屬新疆維吾爾自治區管轄。石河子地區機關駐石河子市。【1976年在原新疆生產建設兵團領導機關和兵團工二師、農八師、石河子管理處、政治干校、醫專等6個師以上單位所在地設立石河子市，并成立石河子地區，時轄石河子市、瑪納斯縣、沙灣縣。1978年改石河子地區為石河子市，同時將瑪納斯縣，沙灣縣析出�！�

1979年石河子地區撤銷，保留石河子市；先后成立石河子農工聯合企業，恢復新疆生產建設兵團農八師，機關駐石河子市。1984年9月28日自治區黨委、人民政府決定農八師和石河子市實行一個黨委領導、政企分設的體制。1985年6月，正式成立市人民政府。

1997年，石河子市面積460平方千米，人口55.3萬，其中漢族占95％，轄向陽、老街、紅山、新城、東城5個街道和石河子鄉。境內有石河子總場、152團、新疆農墾科學院試驗場、石河子大學試驗場4個農場。市政府駐向陽街道。（根據《中國政區大典》）

2000年第五次人口普查，石河子市常住總人口590115人（包括兵團等），其中：新城街道41018人、向陽街道51825人、紅山街道50042人、老街街道69038人、東城街道9601人、北泉鎮52011人、石河子鄉21877人、兵團152團3473人、炮臺兵團121團22540人、東野地兵團122團17724人、紅光集兵團132團11167人、西野地兵團133團13908人、下野地兵團134團15688人、沙門子兵團135團8531人、小拐兵團136團9804人、北野地兵團141團12328人、新安集兵團142團30110人、花園兵團143團34025人、鐘家莊兵團144團16909人、十戶灘兵團147團17471人、莫索灣兵團148團30827人、東古城兵團149團17967人、西古城兵團150團19005人、紫泥泉兵團151團4877人、南山煤礦4823人、南山水泥廠3526人。

2003年，全市總面積456.84平方千米，總人口622671人。轄5街道1鎮1鄉：向陽、老街、紅山、新城、東城5個街道和北泉鎮、石河子鄉。市政府駐市區北三路。

2010年第六次人口普查，石河子市常住總人口380130人，其中：新城街道49387人，向陽街道64435人，紅山街道66778人，老街街道71881人，東城街道53511人，北泉鎮39631人，石河子鄉31302人，兵團一五二團3205人。

2013年，自治區政府（新政函[2013]224號）批準同意撤銷石河子鄉，設立石河子鎮。