西周初年，冀州分为幽、并二州，平定县属并州。周成王时，灭唐国，封其弟叔虞于唐地，平定县地在唐国东境，至叔虞之子指晋水名国，平定县属晋国。
战国时期，韩赵魏三家分晋，平定成为赵国属地。
秦始皇统一六国后，分天下为三十六郡，平定属太原郡。
汉承秦制，至汉武帝时，始置上艾县，县治今张庄镇新城村，仍归属太原郡，后改为“石艾”。这是平定境内最早的设县治所。
东汉末年，郡国并行，冀州之域分为三郡六国，平定属常山国（今河北省元氏县西北）。
三国时，属并州乐平郡（今昔阳）。
北魏建国元年（386年），改上艾为石艾；太平真君九年（448年），又恢复上艾之名。
隋代初年，该县属辽州（今昔阳县西南），不久划归并州太原郡。
唐代时，该县曾为京畿道属县，武德三年（620年）归辽州；武德六年（623年）划归受州（今阳泉市赛鱼）；贞观八年（634年）废受州，石艾直属太原府；天宝元年（742年），更名广阳，将县治迁至广阳村（今属昔阳县）。
五代十国时期，战争连绵，广阳先后为后梁、后唐、北汉所辖。五代时期，本县属北汉。
北宋初年，宋军攻取北汉，首先攻下广阳。公元979年，广阳县改为平定县，并迁县治于今上城，营造了大城中套小城的上下重城。
金代时，平定升为州，属太原支郡，领平定、乐平二县。
元代，平定州属冀宁路太原府。
明代，冀宁路改为冀宁道，仍归太原府。
清代，平定州升为直隶州，属省辖，领寿阳、乐平、盂县三县。
民国初年，改直隶州为县，属冀宁道。
民国二十六年（1937年）10月，日军入侵平定，大好河山遭蹂躏。铁路、公路沿线驻有重兵。为抵抗日军，中国共产党领导人民建立抗日根据地，平定开始一分为三。以正太铁路为界，路北建立了平定（路北）县抗日民主政府，属晋察冀边区；路南以平辽公路为界，建成立了平东、平西两个抗日民主政府，属晋冀鲁豫边区。
民国三十四年（1945年），抗日战争胜利后，平东、平西两县合并为平定（路南）县。
民国三十六年（1947年）5月2日，平定县全境解放，民国三十七年（1948年）8月，路南、路北两个县政府合并，成立了平定县人民政府，属榆次专区。
1958年8月，平定县撤销，归入阳泉市，称为郊区。
1961年4月，又重新恢复平定县建置，属晋中专区。
1983年9月，平定县改为阳泉市属县。
