春秋战国时期,戎狄、林胡等族在这里游牧,“逐水草迁徒”。周安王十二年(公元前390年),赵国赵武侯筑云中城(今托克托县境)。赵武灵王十九年(公元前307年),北破林胡、楼烦,筑长城,置云中郡(都治在今托克托县古城村)。县境位居北方边陲要冲,历来为兵家争战之地。
秦代,云中郡为全国三十六郡之一,境内置云中县、武泉县(今托克托县黑水泉
西汉,云中郡辖11县;其中,云中、武泉、阳寿、沙陵、桢陵5县均在今县境内。
南北朝时期,鲜卑族拓跋部先后建立代国和北魏政权。代王拓跋什翼犍、北魏道武帝拓跋王圭,分别于别340-376年、390-398年在云中之盛乐宫建都。
唐太宗贞观年间,云中城先后设云中都护府、单于大都护府,境内置金河县。
辽、金、元各代,县境皆置东胜州(今托克托县城圐圙大荒城)、云内州(今托克托县古城乡白塔村)。
明太祖洪武年间,在东胜州旧址置东胜卫,筑东胜卫城(今县城圐圙),又置镇虏卫(今托克托县黑城村)。
明嘉靖中期,西土默特部阿拉坦汗的义子恰台吉(即脱脱,或称妥妥)驻牧妥妥城(托克托城)。
清隆元年(1736年),置托克托厅。
中华民国元年(1912年),改厅为县,设县公署。
民国17年(1928年),国民党设县政府。
抗日战争时期,伪县公署(县政府)、国民党游击县政府、中国共产党领导下的抗日民主政府,同时存在。
民国34年(1945年)8月15日日本投降后,国民党托克托县政府复主。
民国38年(1949年)9月19日,托克托县随绥远省和平解放而解放。
中华人民共和国成立后,于1950年初,托克托县人民政府成立。
1971年7月1日后,为呼和浩特市辖区。