古為彝地。夏、商、周及春秋戰國均為部落。唐置沐源鎮，屬嘉州犍為郡，因在沐川上源故名。以城東南峰巖聳立，如人沐浴名之。元置沐川長官司，屬馬湖府。明馬湖府改置縣入屏山縣。1940由屏山縣分出置沐川設治局，1942置沐川縣。

1996年，沐川縣面積1401平方千米，人口約24.8萬人，轄7個鎮、16個鄉：沐溪鎮、永福鎮、大楠鎮、箭板鎮、黃丹鎮、舟壩鎮、利店鎮、建和鄉、幸福鄉、新凡鄉、新街鄉、富和鄉、炭庫鄉、底堡鄉、干劍鄉、楊村鄉、高筍鄉、茨竹鄉、海云鄉、武圣鄉、平樂鄉、火谷鄉、鳳村鄉。縣政府駐沐溪鎮。

2000年第五次人口普查，沐川縣常住總人口229945人，其中：沐溪鎮36389人，永福鎮16032人，大楠鎮13976人，箭板鎮10188人，舟壩鎮14699人，黃丹鎮13750人，利店鎮7910人，建和鄉8705人，幸福鄉13326人，新凡鄉6013人，新街鄉4645人，富和鄉5647人，炭庫鄉7963人，底堡鄉8426人，干劍鄉6734人，楊村鄉7844人，高筍鄉8377人，菠竹鄉8263人，海云鄉6873人，火谷鄉4687人，武圣鄉5208人，平樂鄉7463人，鳳村鄉6827人。

2003年3月31日，省政府（川府民政[2003]12號）批復同意撤銷新街鄉，將所屬6個村的行政區域并入新凡鄉；撤銷干劍鄉，將所屬4個村的行政區域并入底堡鄉；撤銷火谷鄉，將所屬5個村的行政區域并入利店鎮。

2004年，沐川縣轄沐溪、黃丹、永福、舟壩、利店、大楠、箭板7個鎮和建和、富和、炭庫、楊村、高筍、茨竹、鳳村、幸福、新凡、底堡、武圣、海云12個鄉。

2010年第六次人口普查，沐川縣常住總人口216737人，其中：沐溪鎮42120人，永福鎮14120人，大楠鎮11187人，箭板鎮7805人，舟壩鎮14321人，黃丹鎮12625人，利店鎮12182人，建和鄉8185人，幸福鄉12855人，新凡鄉9543人，富和鄉4572人，炭庫鄉6526人，底堡鄉13478人，楊村鄉6906人，高筍鄉8120人，茨竹鄉7257人，海云鄉6136人，武圣鄉9298人，鳳村鄉7109人，五馬坪監獄2392人。