巨鹿郡所辖。时曲阳县区域西北部含今阜平县东北部。
汉高帝元年（公元前206年），设恒山郡，曲阳县属之，后因避文帝刘恒讳，改曰常山郡，曲阳县属常山郡所辖。因当时巨鹿郡亦有下曲阳名（今晋县、藁城），为与之区别。
文帝元年（公元前179年）曲阳加“上”字，始称“上曲阳”。上曲阳县名，最早见于文字记载为《史记·灌婴列传》。
汉景帝三年（公元前154年）平定“七国之乱”，常山郡废，上曲阳县仍属中山国。新莽时期，恢复常山郡，改名曰常山亭，上曲阳属之。
西汉时，县境西北部达繁峙、灵丘、广昌界，东达滱水（今唐河）。
三国时至晋朝上曲阳属常山郡。北魏太平真君七年（446年），上曲阳县并入新市县，称新市县。宣武帝景明元年(500)，复置上曲阳县，隶属定州中山郡。北齐天宝七年（556年）下曲阳已改为藁城、鼓城二县，上曲阳县去掉“上”字，复称曲阳县，中山郡属之。
隋文帝开皇六年（586年）曲阳县因盛产石料改名石邑县，次年改名，恒阳县。先后属鲜虞郡（今正定县），开皇三年（583年）改属定州，大业三年（607年）改属愽陵郡（今定州），大业九年（613年）又改属高阳郡（今高阳倒东）管辖。
唐天宝元年（742年）恒阳县属河北道定州愽陵郡。天宝末年“安史之乱”后，定州为藩镇割据势力所据，曲阳属真定。唐元和十五年（820年）因避讳唐穆宗李恒名讳，复将恒阳县改为曲阳县。
北宋曲阳县属河北西路定州博陵郡，政和三年（1113年）设中山府，曲阳县属之。宋熙宁九年（1076年），析县境东北部军城入唐县，县境达通天河流域。
金明昌四年（1193年）析曲阳县西北部和行唐县北部境地，划入新置的阜平县。
蒙古太祖十一年（1216年）升曲阳县为恒州，辖灵寿、阜平、行唐、庆都（望都）、唐县、曲阳六县，属中书省中山府。
宋太宗十一年（1239年）降为曲阳县，属中书省真定路，至元十二年（1275）改属保定路。
明代，曲阳县属定州所辖。
清顺治十六年（1659年）将阜平县东五社并入曲阳县，康熙二十二年（1683）又将原阜平东五社复归阜平县。
清嘉庆九年间（1804年），定州将支曹村划归曲阳县管辖。
解放战争时期，曲阳县先后隶属晋察冀边区冀西区、北岳区、建屏区。
民国初，曲阳县境西南端石城、黄家庄二村庄划归行唐县。
民国十七年（1928年）直属河北省。
民国二十六年（1937年），阜平县罗定峪和唐县于家寨、石堂、小路村划归曲阳县。
民国三十一年（1942年），唐县套里、十八度、东庄湾、横河口、灌城、田家坎、南屯庄、北屯村、坡上、坡下、风山庄、西王庄、罗庄、赵家庄、南伏城、北伏城、岸上、勺堤等18个村庄划归曲阳县，同年十二月，于家寨、石堂、小路村重归唐县。同年划归曲阳县的唐县18个村庄，除套里、横河口、田家坎外，其余归入唐县。
1949年曲阳县改属察哈尔省建屏专署；5月，改属保定专区；7月恢复原建制，属保定专区；8月并入定县；10月隶属定县专区；12月行唐县石城村复归曲阳县。
1994年底保定地、市合并，隶属保定市。
