廣南縣因昔為廣南西路宣撫司屬境，其地又當廣西直隸州之南，故名。境域古屬“西南夷”的一部分，公元前三世紀境內(nèi)九個句町部族組成句町國。西漢元鼎六年（前110）置牂牁郡，在廣南、富寧及右江上游設句町縣。東漢屬益州牂牁郡句町縣。三國蜀漢屬益州興古郡句町縣。西晉至南朝梁屬寧州興古郡。北朝周屬南寧州。隋屬南寧州總管府。唐初隸南寧州都督府，唐中葉隸嶺南道邕州為僚子部；宋為特磨道屬廣南西路（今廣南、富寧和滇東南）。元至元年間置廣南西路宣撫司，改屬云南行省，后改置廣南西路宣慰司；至元十三年（1276）置富州、安寧州、羅佐州，屬廣南路。

明洪武十五年（1382）改置廣南府，屬云南布政司，裁羅佐州、安寧州入富州。另設廣南衛(wèi)屬云南都司。崇禎六年（1633）廣西故上林司西地劃入廣南府。清沿明制，設廣南府，下轄富州；另設廣南衛(wèi)。順治十八年（1661），改土歸流。康熙七年（1668）裁廣南衛(wèi)。康熙八年（1669）裁廣西府屬維摩州，析維摩鄉(xiāng)地入廣南府。雍正八年（1730）7月，廣南府屬迤東道。乾隆元年（1736）10月，置府之附郭寶寧縣。光緒十三年（1887），置臨安開廣道（治蒙自縣），廣南府屬之。至清末，廣南府轄富州、寶寧縣。

民國2年（1913），廢府留縣，將寶寧縣改為廣南縣，隸蒙自道。民國18年（1929），廢道改為云南省直隸。民國22年（1933）6月，由文山縣江那縣佐、廣南縣的小維摩縣佐析置合并硯山設治局。民國31年（1942）屬云南省第二行政督察區(qū)（駐文山縣）。民國37年（1948）屬云南省第四行政督察區(qū)（駐硯山縣）。1950年廣南縣屬文山專區(qū)。1957年5月24日，國務院全體會議第49次會議決定設置文山僮族苗族自治州（1965年10月12日國務院批復：文山僮族苗族自治州改為文山壯族苗族自治州），廣南縣屬文山州。

民國33年（1944）6月，廣南縣為一等縣，總面積11640平方千米，總戶數(shù)28112戶，總人口130909人，其中男性64019人、女性66890人，全縣轄1鎮(zhèn)、13鄉(xiāng)；140保、1867甲。

1996年，廣南縣面積7810平方千米，人口約68.9萬人。轄6個鎮(zhèn)、14個鄉(xiāng)：蓮城鎮(zhèn)、八寶鎮(zhèn)、南屏鎮(zhèn)、珠街鎮(zhèn)、那灑鎮(zhèn)、珠林鎮(zhèn)、那倫鄉(xiāng)、董堡鄉(xiāng)、舊莫鄉(xiāng)、楊柳井鄉(xiāng)、板蚌鄉(xiāng)、曙光鄉(xiāng)、黑支果鄉(xiāng)、篆角鄉(xiāng)、五珠鄉(xiāng)、者兔鄉(xiāng)、者太鄉(xiāng)、底圩鄉(xiāng)、阿科鄉(xiāng)、八達鄉(xiāng)。縣政府駐蓮城鎮(zhèn)。

2000年第五次人口普查，廣南縣常住總人口730376人，其中：蓮城鎮(zhèn)67134人，八寶鎮(zhèn)66749人，南屏鎮(zhèn)40198人，珠街鎮(zhèn)35241人，那灑鎮(zhèn)48010人，珠琳鎮(zhèn)61121人，那倫鄉(xiāng)15147人，董堡鄉(xiāng)19993人，舊莫鄉(xiāng)55681人，楊柳井鄉(xiāng)35725人，板蚌鄉(xiāng)14033人，曙光鄉(xiāng)28485人，黑支果鄉(xiāng)46183人，篆角鄉(xiāng)23509人，五珠鄉(xiāng)26787人，者兔鄉(xiāng)35167人，者太鄉(xiāng)18585人，底圩鄉(xiāng)30073人，阿科鄉(xiāng)29043人，八達鄉(xiāng)33512人。

2005年末全縣總人口75.7萬人，其中農(nóng)業(yè)人口71.7萬人，占總人口的94.59％，少數(shù)民族人口占總人口的62％，壯族占總人口的42.7%。

2006年，撤銷那倫鄉(xiāng)，其行政區(qū)域并入蓮城鎮(zhèn)，鎮(zhèn)政府駐地不變；撤銷阿科鄉(xiāng)和八達鄉(xiāng)，設立壩美鎮(zhèn)，新設立的壩美鎮(zhèn)管轄原阿科鄉(xiāng)和八達鄉(xiāng)管轄的行政區(qū)域范圍，鎮(zhèn)政府駐原阿科鄉(xiāng)政府駐地（省政府2006年3月16日批準）。

2006年，全縣總面積7983平方千米，總人口75.72萬人。轄7個鎮(zhèn)、11個鄉(xiāng)：蓮城鎮(zhèn)、八寶鎮(zhèn)、南屏鎮(zhèn)、珠街鎮(zhèn)、那灑鎮(zhèn)、珠琳鎮(zhèn)、壩美鎮(zhèn)、董堡鄉(xiāng)、舊莫鄉(xiāng)、楊柳井鄉(xiāng)、板蚌鄉(xiāng)、曙光鄉(xiāng)、黑支果鄉(xiāng)、篆角鄉(xiāng)、五珠鄉(xiāng)、者兔鄉(xiāng)、者太鄉(xiāng)、底圩鄉(xiāng)。共有167個行政村、7個社區(qū)，2958個自然村。堂上農(nóng)場、石山農(nóng)場在轄區(qū)內(nèi)。

2010年第六次人口普查，廣南縣常住總人口787449人，其中：蓮城鎮(zhèn)101221人，八寶鎮(zhèn)70665人，南屏鎮(zhèn)41971人，珠街鎮(zhèn)40623人，那灑鎮(zhèn)50899人，珠琳鎮(zhèn)63314人，壩美鎮(zhèn)64188人，董堡鄉(xiāng)20903人，舊莫鄉(xiāng)59191人，楊柳井鄉(xiāng)36533人，板蚌鄉(xiāng)14812人，曙光鄉(xiāng)32601人，黑支果鄉(xiāng)51404人，篆角鄉(xiāng)22197人，五珠鄉(xiāng)26387人，者兔鄉(xiāng)37526人，者太鄉(xiāng)17781人，底圩鄉(xiāng)35233人。

2014年，八寶鎮(zhèn)、珠琳鎮(zhèn)被列為全國重點鎮(zhèn)。