縣以石潼關、砫蒲關二名首字而得名，縣東有石砫山。唐置南賓縣，明設石柱宣撫司、始設土司，后撤南賓縣，部份縣地并入豐都縣南賓里，其余縣地劃歸石砫宣撫司管轄，編為三里十甲，隸屬重慶衛。清改置石砫廳。1913年改石砫廳為石砫縣。

1959年改石柱縣。1983年改為自治縣。1988年屬黔江地區。1997年隨黔江地區改屬重慶直轄市管轄；同年撤銷黔江地區，設立重慶市黔江開發區，代管石柱、秀山、酉陽、黔江、彭水5個自治縣。2000年6月，撤銷黔江開發區，石柱縣改由重慶市直管。

1996年，全縣面積3013平方千米，人口約47.8萬人。轄4鎮50鄉。縣政府駐南賓鎮。

1999年3月1日，重慶市政府（渝府[1999]42號）批復同意石柱土家族自治縣鳳凰鄉政府駐地由磨盤村遷移至高崗院村，并將大歇鄉高崗院村劃歸鳳凰鄉管轄。

2000年，石柱土家族自治縣轄南賓、西沱、臨溪、黃水4個鎮和大歇、鳳凰、燈盞、華豐、雙慶、河壩、大河、三店、永和、下路、金彰、天泉、三樹、三星、五斗、三匯、六塘、王家、河嘴、黎家、馬武、黃鶴、洗新、新樂、漆遼、木坪、都會、萬寶、石流、中興、王場、黎場、沿溪、坡口、萬朝、沙子、栗新、金竹、金嶺、湖鎮、卷店、蠶溪、中益、官田、悅來、魚池、龍沙、橋頭、三益、東木坪、冷水、楓木、洋洞、石家54個鄉。

2000年第五次人口普查，石柱土家族自治縣常住總人口484876人，其中：南賓鎮33205人、臨溪鎮18453人、西沱鎮12727人、黃水鎮6746人、大歇鄉18372人、鳳凰鄉6592人、燈盞鄉13820人、華豐鄉13348人、雙慶鄉12590人、河壩鄉1307人、大河鄉8223人、三店鄉6151人、永和鄉6132人、下路鄉17834人、金彰鄉9887人、天泉鄉5961人、三星鄉9515人、三樹鄉9860人、五斗鄉3616人、三匯鄉7530人、六塘鄉4277人、王家鄉9049人、河嘴鄉11425人、黎家鄉5181人、馬武鄉9411人、黃鶴鄉3950人、洗新鄉4838人、新樂鄉4382人、漆遼鄉1605人、木坪鄉2199人、都會鄉915人、萬寶鄉1190人、石流鄉2577人、中心鄉14524人、王場鄉16841人、黎場鄉13158人、沿溪鄉11652人、坡口鄉13453人、萬朝鄉10497人、沙子鄉5472人、栗新鄉3064人、金竹鄉1655人、金鈴鄉3561人、湖鎮鄉3723人、蠶溪鄉3345人、卷店鄉2928人、中益鄉4700人、官田鄉3123人、悅來鄉13237人、魚池鄉11427人、龍沙鄉14390人、橋頭鄉12577人、三益鄉5169人、東木坪鄉6830人、冷水鄉5344人、楓木鄉10545人、洋洞鄉1673人、石家鄉9120人。

2001年7月2日，重慶市政府（渝府[2001]127號）批復同意石柱土家族自治縣將58個鄉鎮調整為32個鄉鎮，其中撤銷撤銷南賓、西沱、黃水、臨溪4個鎮及大歇、鳳凰、燈盞、華豐、雙慶、大河、三店、永和、河壩、下路、金彰、三樹、三星、五斗、三匯、六塘、天泉、馬武、石流、木坪、都會、萬寶、黃鶴、漆遼、沙子、蠶溪、卷店、栗新、湖鎮、官田、中益、東木坪、洋洞、冷水、悅來、龍沙、魚池、黎家、中興、王場、沿溪、坡口、萬朝等43個鄉，保留楓木、河嘴、洗新、新樂、金鈴、金竹、石家、橋頭、三益、王家、黎場11個鄉，新設12個鎮、9個鄉。大歇、三河、三星、萬朝等4個鄉建鎮條件暫不成熟，仍維持鄉建制。調整后，全縣轄12個鎮、20個鄉：南賓鎮、西沱鎮、下路鎮、悅崍鎮、臨溪鎮、黃水鎮、馬武鎮、沙子鎮、王場鎮、沿溪鎮、龍沙鎮、漁池鎮、大歇鄉、三河鄉、萬朝鄉、黎場鄉、三星鄉、六塘鄉、橋頭鄉、三益鄉、王家鄉、河嘴鄉、石家鄉、冷水鄉、楓木鄉、中益鄉、洗新鄉、黃鶴鄉、龍潭鄉、新樂鄉、金鈴鄉、金竹鄉。鄉鎮平均面積由原來的51.9平方千米擴大至94.1平方千米，鄉鎮平均人口由調整前的8909人增至16148人。

2002年7月31日，重慶市政府（渝府[2002]123號）批復同意將木坪鄉更名為龍潭鄉。2002年末，石柱土家族自治縣戶籍總人口51.11萬人，其中非農業人口6.46萬人。轄12個鎮、20個鄉，11個居委會、496個村委會。

2004年9月28日，重慶市政府（渝府[2004]243號）批復同意冷水鄉政府駐地由冷水溪遷移至菜子壩。

2009年12月30日，重慶市政府（渝府[2009]198號）批復同意撤銷三河鄉、橋頭鄉、萬朝鄉、大歇鄉、冷水鄉，設立三河鎮、橋頭鎮、萬朝鎮、大歇鎮、冷水鎮。此次調整后，石柱縣轄17個鎮、15個鄉：南賓鎮、西沱鎮、下路鎮、悅崍鎮、臨溪鎮、黃水鎮、馬武鎮、沙子鎮、王場鎮、沿溪鎮、龍沙鎮、漁池鎮、三河鎮、橋頭鎮、萬朝鎮、大歇鎮、冷水鎮、黎場鄉、三星鄉、六塘鄉、三益鄉、王家鄉、河嘴鄉、石家鄉、楓木鄉、中益鄉、洗新鄉、黃鶴鄉、龍潭鄉、新樂鄉、金鈴鄉、金竹鄉。縣政府駐南賓鎮。

2010年第六次人口普查，石柱土家族自治縣常住總人口415050人，其中：南賓鎮118597人，西沱鎮25585人，下路鎮26300人，悅崍鎮12298人，臨溪鎮15869人，黃水鎮13563人，馬武鎮8646人，沙子鎮13338人，王場鎮10297人，沿溪鎮13159人，龍沙鎮9648人，魚池鎮10607人，三河鎮17335人，大歇鎮15466人，橋頭鎮7744人，萬朝鎮11718人，冷水鎮6234人，黎場鄉7943人，三星鄉7725人，六塘鄉8788人，三益鄉2974人，王家鄉5503人，河嘴鄉6787人，石家鄉6312人，楓木鄉9614人，中益鄉5434人，洗新鄉3541人，黃鶴鄉3740人，龍潭鄉3510人，新樂鄉3256人，金鈴鄉2374人，金竹鄉1145人。

2013年11月12日，重慶市政府（渝府[2013]88號）批復同意撤銷黃鶴鄉，設立黃鶴鎮。調整后，石柱土家族自治縣轄臨溪、黃水、南賓、西沱、悅崍、龍沙、魚池、下路、沿溪、沙子、馬武、王場、三河、橋頭、萬朝、大歇、冷水、黃鶴18個鎮和三星、六塘、王家、河嘴、洗新、新樂、龍潭、黎場、金竹、金嶺、中益、三益、楓木、石家14個鄉。