巴楚，是巴爾楚克的簡稱。《西域圖志》作巴爾楚克，《西陲要略》作巴里楚克。據《西域同文志》釋：“巴爾楚克，全有也。地饒水草，故名。”維吾爾語稱作瑪熱勒巴什，舊有瑪喇巴什、毛拉巴什等不同譯名，意為鹿首。

漢為西域尉頭國地，三國、北魏時屬龜茲，隋時屬疏勒。唐代為安西都護府下屬的尉頭州。元代屬別失八里行尚書省，明代屬東察合臺汗國，后屬準噶爾。清乾隆年間設軍臺，稱巴爾楚克臺，為葉爾羌到阿克蘇十六軍臺之一。乾隆二十六年（1761年）設葉爾羌辦事大臣，巴楚歸葉爾羌管轄，是阿克蘇與葉爾羌、喀什噶爾間的軍事、交通重鎮。道光十二年（1832年）筑瑪拉巴什城（今阿克薩克瑪熱勒鄉境內）。

光緒三年冬（1877年）清軍劉錦棠率部平定阿古柏之亂，駐扎在巴爾楚克。光緒九年（1883年）置瑪喇巴什直隸廳，屬喀什噶爾道。光緒二十九年（1903年）直隸廳改設為州，稱巴楚州，隸莎車府，下轄八大莊。1913年改設巴楚縣，屬喀什噶爾道，1929年屬喀什行政區。1943年屬喀什督察專區。1949年后，先后屬喀什專區、南疆行政區。1956年復改喀什專區，1978年后屬喀什地區。

1999年，巴楚縣轄4鎮、8鄉：巴楚鎮、阿瓦提鎮、色力布亞鎮、三岔口鎮、英吾斯塘鄉、瓊庫爾恰克鄉、阿克薩克馬熱勒鄉、夏馬勒鄉、多來提巴格鄉、阿拉格爾鄉、阿納庫勒鄉、恰爾巴格鄉。年末總人口242166人，其中少數民族228824人，農村人口191325人。

2000年第五次人口普查，巴楚縣常住總人口375883人，其中：巴楚鎮33622人、色力布亞鎮32052人、阿瓦提鎮19003人、三岔口鎮1113人、恰爾巴格鄉21531人、多來提巴格鄉23403人、阿納庫勒鄉17425人、夏馬勒鄉8280人、阿克薩克馬熱勒鄉23561人、阿拉格爾鄉22922人、瓊庫爾恰克鄉32109人、英吾斯塘鄉19922人、喀拉拜勒虛擬鎮9498人、永安壩虛擬鎮946人、夏和林場131人、克拉克勤勞改農場2508人、兵團44團8197人、兵團48團7293人、兵團49團11463人、兵團50團16296人、兵團51團32445人、兵團52團14219人、兵團53團17944人。

2003年，巴楚縣總面積18490.59平方千米，總人口388247人。轄4鎮8鄉：巴楚鎮、色力布亞鎮、阿瓦提鎮、三岔口鎮、恰爾巴格鄉、多來提巴格鄉、阿納庫勒鄉、夏馬勒鄉、阿克薩克馬熱勒鄉、阿拉格爾鄉、瓊庫爾恰克鄉、英吾斯塘鄉。縣政府駐巴楚鎮。

2010年第六次人口普查，巴楚縣常住總人口336274人，其中：巴楚鎮47704人，色力布亞鎮44642人，阿瓦提鎮22232人，三岔口鎮737人，恰爾巴格鄉27816人，多來提巴格鄉28158人，阿納庫勒鄉26408人，夏馬勒鄉10174人，阿克薩克瑪熱勒鄉30858人，阿拉根鄉29412人，瓊庫恰克鄉37197人，英吾斯坦鄉24480人，兵團四十八團6456人。