西漢置北新城縣。北魏改稱新城縣。隋始名遂城縣，金改遂城州。明改安肅縣。1914年因與甘肅省安肅縣重名，改為徐水縣，以境內有徐水流經而得名。2015年4月28日，國務院（國函[2015]73號）批復同意撤銷徐水縣，設立保定市徐水區，以原徐水縣的行政區域為徐水區的行政區域，徐水區人民政府駐安肅鎮永興中路11號。

1952年8月1日，華北行政委員會批準將徐水縣所轄的寧莊、南于莊、詹莊、千枝柳4個村劃歸清苑縣。1958年8月6日，保定專員公署批準將徐水縣所轄的徐河橋鄉劃歸保定市郊區。1958年，撤銷容城縣、安新縣，將原2縣的行政區域全部以及原定興縣固城公社劃歸徐水縣。1960年恢復安新縣，1961年將固城等29個村重新劃歸恢復設立的定興縣。1961年12月23日，容城縣與徐水縣分設，恢復容城縣建制。

1996年，徐水縣面積748平方千米，人口56萬人，轄7個鎮、7個鄉：安肅鎮、崔莊鎮、大因鎮、高林村鎮、漕河鎮、大王店鎮、遂城鎮、正村鄉、釜山鄉、留村鄉、瀑河鄉、義聯莊鄉、史端鄉、戶木鄉�？h政府駐安肅鎮。

1998年12月21日，河北省政府批準同意調整保定市部分縣區的行政區劃。其中：徐水縣劃出5個村，0.9萬人，12平方千米。即將漕河鎮所轄的楊指揮營、路家寺、楊村3個村和留村鄉所轄的太保營南常保2個村劃歸北市區百樓鄉。漕河鎮繼續管轄剩余的17個村；留村鄉繼續管轄剩余的18個村。至此，徐水縣轄7鎮7鄉，共304個村，54.8萬人，730平方千米。

2000年第五次人口普查，徐水縣常住總人口553557人，其中：安肅鎮117158人，崔莊鎮66214人，大因鎮53432人，遂城鎮49281人，高林村鎮43427人，大王店鎮42898人，漕河鎮34193人，東史端鄉33733人，留村鄉28436人，正村鄉25185人，戶木鄉23025人，瀑河鄉14910人，東釜山鄉13006人，義聯莊鄉8659人。

2010年第六次人口普查，徐水縣常住總人口563030人，其中：安肅鎮141211人，崔莊鎮66747人，大因鎮53868人，遂城鎮45637人，高林村鎮40729人，大王店鎮39184人，漕河鎮33958人，東史端鄉32808人，留村鄉28052人，正村鄉23750人，戶木鄉22694人，瀑河鄉13831人，東釜山鄉12820人，義聯莊鄉7741人。