鄂托克旗地區(qū)早在新石器時代就有人類活動。
“河套人”就在鄂托克旗一帶生息、繁衍，今阿爾寨石窟（百眼窟）、桂勒斯太（櫻桃山）等地區(qū)發(fā)現(xiàn)新石器時代“河套人”遺址。
商代、土方、鬼方等方國和北羌、熏育等民族游牧于此地，他們大多是“居溪溝，各有君長”。
西周時，鄂托克旗一帶為獫狁等游牧部落的活動區(qū)，統(tǒng)稱戎狄。
[21]春秋時期，朐衍等部落游牧于旗境西南邊沿。
至戰(zhàn)國時期，林胡、樓煩移居此地。
此后很長的歷史時期內(nèi)，鄂托克旗大部分地區(qū)成為匈奴民族重要的活動地區(qū)。
秦始皇三十年（前215年），劃屬北地郡。
漢元朔二年（前127年），入朔方郡，境屬臨戎、修都縣。
東漢建武二十六年（50年）后，南匈奴等部眾入居，鄂托克旗屬右賢王屯領(lǐng)的朔方郡。
兩晉十六國時，為前后趙、前后秦屬地朔州境。
北魏天賜四年（407年），赫連勃勃建立大夏國，鄂托克旗隸屬夏國夏州。
北魏態(tài)帝始光四年（427年），北魏占領(lǐng)整個鄂爾多斯，形成南北朝對峙局面，此時鄂托克旗分屬于西安州、薄骨律鎮(zhèn)和沃野鎮(zhèn)。
隋煬帝大業(yè)元年至三年（605－607年），改州為郡，鄂托克旗地區(qū)分屬靈武、鹽川二郡。
唐初為安置內(nèi)附突厥人的魯、麗、舍、塞、依、契六胡州地區(qū)，后并為匡、長二州。
唐開元二十六年（738年），置宥州，境置延恩、歸仁、懷德三縣。
元年八年（813年），在經(jīng)略軍（故城址在包樂浩曉）設(shè)新宥州，下轄延恩、長澤二縣。
[21]五代十國時期，黨項拓拔思恭子弟歷任定難軍節(jié)度使，鄂托克旗地盤分屬定難節(jié)度使和中央王朝的靈鹽節(jié)度使。
北宋寶元元年（1038年），歸屬西夏。
西夏乾定四年（1226年），成吉思汗親征西夏，在鄂托克旗西部休整兵馬，西夏乾定五年（1227年），滅西夏，鄂托克旗始為蒙古汗國領(lǐng)地。
[21]元代，除旗境西部劃屬甘肅行省寧夏府路外，余為察罕腦爾皇室封地。
明洪武六年（1376年），鄂托克旗分屬寧夏衛(wèi)和東勝衛(wèi)，隸屬陜西行都司。
天順六年（1462年），蒙古部落入居鄂爾多斯，弘治十三年（1500年）巴圖孟克達延汗恢復(fù)萬戶組織，鄂托克旗屬右翼三萬戶濟農(nóng)巴爾斯博羅特所轄鄂爾多斯萬戶之地，后一直屬巴爾斯博羅特之孫拜桑忽爾及其后裔的領(lǐng)地。
清天聰九年（1635年），鄂爾多斯萬戶孛兒只斤·額磷臣率部內(nèi)附歸清，后清廷冊孛兒只斤·額磷臣為伊克昭盟鄂爾多斯左翼中旗（原郡王旗，后與鄂爾多斯右翼前末旗合并為今伊金霍洛旗）扎薩克，晉多羅郡王爵，兼伊克昭盟盟長。
至此，鄂爾多斯始建盟旗制。
清順治六年（1649年），清廷蒙古鄂爾多斯萬戶分為：鄂爾多斯左翼中旗（原郡王旗），鄂爾多斯左翼前旗（今準格爾旗），鄂爾多斯左翼后旗（今達拉特旗），鄂爾多斯右翼中旗（今鄂托克旗），鄂爾多斯右翼前旗（今烏審旗），鄂爾多斯右翼后旗（今杭錦旗）；后增設(shè)鄂爾多斯右翼前未旗（原扎薩克旗，后與郡王旗合并為今伊金霍洛旗）。
6個札薩克旗，置伊克昭盟。
原拜桑忽爾諾延及后裔所據(jù)克扣特、錫布沁、烏喇特、唐古特等部落組成鄂爾多斯右翼中旗，下設(shè)15哈喇（參領(lǐng)區(qū)）83個蘇木（佐領(lǐng)）。
[21]民國年間，仍實行盟旗制度，仍稱鄂爾多斯右翼中旗。
民國十九年（1930年），旗境設(shè)沃野縣。
民國二十五年（1936年），將旗衙門改為旗政府。
民國三十年（1941年），旗境設(shè)桃力民辦事處。
民國三十一（1942年），在參領(lǐng)區(qū)內(nèi)實行保甲制度，但一直到全國解放，哈喇、蘇木和保甲制度同時并存。
1949年8月23日，鄂托克旗和平解放，同年9月7日，成立臨時自治政府。
1950年2月，成立鄂托克旗人民政府。
[21]1980年，南部10個人民公社分置鄂托克前旗。
1997年，將巴音陶亥鄉(xiāng)、巴音陶亥農(nóng)場和堿柜鄉(xiāng)的巴音、新地、黃河、三壩四個村劃入烏海市。