北魏時置懷荒鎮，金代設柔遠縣。元代為“腹里”之地。清屬張家口理事同知廳。1914年廢廳置張北縣，因位于張家口以北，故名張北縣。

1996年，張北縣面積4185平方千米，人口約37萬人，轄4個鎮、14個鄉：張北鎮、公會鎮、二臺鎮、大囫圇鎮、臺路溝鄉、油簍溝鄉、單晶河鄉、大河鄉、海流圖鄉、饅頭營鄉、二泉井鄉、兩面井鄉、黃石崖鄉、郝家營鄉、白廟灘鄉、小二臺鄉、三號鄉、戰海鄉�？h政府駐張北鎮。

2000年第五次人口普查，張北縣常住總人口297741人，其中：張北鎮62790人，公會鎮13065人，二臺鎮20690人，大囫圇鎮14901人，臺路溝鄉9801人，油簍溝鄉17959人，饅頭營鄉12364人，二泉井鄉14941人，單晶河鄉10715人，大河鄉13667人，海流圖鄉15712人，兩面井鄉13943人，黃石崖鄉11337人，郝家營鄉10862人，白廟灘鄉9216人，小二臺鄉10045人，戰海鄉9044人，三號鄉11860人，沙溝鄉8704人，宇宙營鄉6125人。

2001年末，全縣面積4185平方千米，人口37.03萬人。2002年，全縣轄4個鎮、16個鄉、1個牧場，9個社區、387個行政村。

2003年末，全縣面積4232平方千米，人口37.2萬人。2004年末，全縣轄4個鎮、16個鄉（其中，沙溝、宇宙營2鄉由張家口市察北管理區管理），9個居委會、384個行政村。

2010年第六次人口普查，張北縣常住總人口318669人，其中：張北鎮129338人，公會鎮7923人，二臺鎮18673人，大囫圇鎮11314人，臺路溝鄉7182人，油簍溝鄉12647人，饅頭營鄉8986人，二泉井鄉11531人，單晶河鄉7944人，大河鄉11740人，海流圖鄉11770人，兩面井鄉10185人，大西灣鄉7276人，郝家營鄉8956人，白廟灘鄉7558人，小二臺鄉7858人，戰海鄉7628人，三號鄉9890人，沙溝鄉5699人，宇宙營鄉4438人，察北10133人。

2011年，撤銷沙溝鄉，將黃山管理處、石門管理處劃入后，設立沙溝鎮（冀民函[2010]218號，張家口市政府政字[2011]17號）。2013年，撤銷小二臺鄉，設立小二臺鎮（冀民函[2013]120號）。調整后，全縣轄6個鎮、14個鄉。

【2011年7月1日，南山路、花園街、張庫南街、北辰路四個街道辦事處（非正式行政區劃）掛牌成立】