西漢高帝十一年（前196年），析秦云中郡東部地區(qū)置定襄郡，治所成樂（今縣土城子鄉(xiāng)土城子村古城址），管轄12縣，其中縣治所在今和林格爾縣的有成樂縣、定襄縣、武進縣（西部都尉駐地在今縣黑老窯鄉(xiāng)古城窯村）等，隸屬朔方剌史部。
東漢時期，定襄郡治所遷至善元（今山西省境內(nèi)），成樂縣（治所在今縣土城子鄉(xiāng)土城子村）、武進縣（在今縣黑老窯鄉(xiāng)古城窯村），均屬云中郡（今托克托縣土城鄉(xiāng)）管轄。
隸屬并州刺史部。
有記載：在今縣新店子鄉(xiāng)發(fā)掘出建于東漢時期的“護馬校尉”墓。
三國魏時期，成樂屬新興郡（治所在今山西忻州市）。
曹魏甘露三年（258年），鮮卑拓跋微力部遷于盛樂（漢時的成樂，今縣土城子鄉(xiāng)土城子村）。
西晉建興元年（313年），代公猗盧修筑盛樂城。
東晉咸康六年（340年），鮮卑拓跋什翼犍建都盛樂宮（今縣土城子鄉(xiāng)）。
前秦建元十八年（382年），今和林格爾縣境屬前秦（氐族苻氏）政權(quán)統(tǒng)轄。
北魏登國元年（386年）二月，鮮卑拓跋珪都城盛樂（今縣土城子鄉(xiāng)）。
同年四月，改稱魏王，國號魏。
天興元年（398年），魏王遷都平城（今山西大同市東北）后，盛樂為北都（北魏王朝在盛樂建都至遷都共12年）。
太延五年（439年），設(shè)置朔州，治所盛樂（今縣土城子鄉(xiāng)）。
正光五年（524年），改為云州。
東魏武定四年（546年），盛樂城為東魏地。
北齊武平三年（572年），盛樂城屬齊管轄。
隋開皇五年（585年），設(shè)置云州總管府（治所今縣土城子鄉(xiāng)古城）。
開皇十九年（599年），隋朝封突厥族突利可汗為啟民可汗，筑大利城（今縣土城子鄉(xiāng)南園子村）。
大業(yè)元年（605年），改云中總管府為定襄郡，郡治所大利城（今土城子鄉(xiāng)古城）。
唐朝初年，置有紫河鎮(zhèn)（今和林格爾縣大紅城鄉(xiāng)小紅城村）。
龍朔三年（663年），設(shè)置云中都護府，治所云中古城，即北魏初都城盛樂（今縣土城子鄉(xiāng)）。
麟德元年（664年），云中都護府改稱單于都護府，領(lǐng)金河縣（都護府和金河縣治所均在今縣土城子鄉(xiāng)），單于都護府統(tǒng)大漠以南諸羈縻都督府州。
武周圣力元年（698年）至唐景龍二年（708年），安北都護府曾設(shè)在今縣土城子鄉(xiāng)古城址。
開元二年（714年），仍置單于都護府（治所在今縣土城子鄉(xiāng)）。
元和十五年（820年），置振武節(jié)度和單于府（治所在今縣土城子鄉(xiāng)）。
天祐五年（908年），今和林格爾縣境屬晉振武節(jié)度使統(tǒng)轄地。
清泰元年（934年），今和林格爾縣境屬契丹統(tǒng)轄區(qū)。
遼天慶元年（1111年），置有振武縣（治所在今縣城北），隸屬西京道豐州。
金大定二十九年（1189年），有振武鎮(zhèn)（在今縣城北），屬西京路豐州。
元至順元年（1330年），設(shè)有紅城（在今縣大紅城鄉(xiāng)），屬大同路豐州。
明洪武二十六年（1393年），置有云川衛(wèi)，治所在單于城（今和林格爾縣土城子鄉(xiāng)）；玉林衛(wèi)（治所在今縣城東南），二衛(wèi)屬山西行都司。
嘉靖年間，蒙古族首領(lǐng)俺答汗率土默特部定居于豐州灘，今和林格爾縣境屬豐州灘區(qū)域范圍。
清崇德元年（1636年），清朝編設(shè)土默特部為土默特左、右兩翼旗，今和林格爾縣境屬土默特左翼旗區(qū)域范圍。
康熙年間，設(shè)置驛站名稱“二十家子”（今縣城關(guān)鎮(zhèn)），蒙古語意為和林格爾（此驛站為殺虎口至歸化城的通道要站）。
雍正十二年（1734年），設(shè)和林格爾協(xié)理筆貼式。
乾隆元年（1736年），改設(shè)和林格爾協(xié)理通判廳，隸屬山西朔平府。
乾隆六年（1741年）八月，隸屬山西總理旗民蒙古事務(wù)分巡歸綏道。
乾隆二十五年（1760年），升和林格爾理事通判廳，隸屬歸綏道。
光緒十年（1884年），改稱和林格爾撫民理事通判廳，仍屬歸綏道。
民國元年（1912年）5月，改和林格爾廳為和林格爾縣署（知事），屬綏遠城將軍監(jiān)轄。
民國三年（1914年）1月，和林格爾縣屬綏遠特別區(qū)都統(tǒng)管轄。
同年8月，和林格爾縣屬綏遠特別區(qū)綏遠道（道尹）管轄。
民國十七年（1928年）9月20日，和林格爾縣隸屬綏遠臨時區(qū)政府（主席）。
民國十八年（1929）1月，屬綏遠省政府管轄。
民國二十六年（1937年）12月，和林格爾縣屬偽蒙古聯(lián)盟自治政府巴彥塔拉盟管轄（民國二十八年9月，屬偽蒙疆聯(lián)合自治政府巴彥塔拉盟管轄），建立和（林格爾）右（玉）清（水河）抗日民主政府，屬晉西北抗日根據(jù)地。
民國二十九年（1940年）底，和（林格爾）右（玉）清（水河）抗日民主縣政府歸屬大青山抗日根據(jù)地綏南專員公署。
民國三十年（1941年），中共大青山抗日根據(jù)地綏南地委和綏南專員公署機關(guān)曾設(shè)在和林格爾縣羊群溝（今羊群溝鄉(xiāng)境）。
民國三十一年（1942年），改建托（克托）和（林格爾）清（水河）抗日民主縣政府，隸屬大青山抗日根據(jù)地綏南專員公署。
民國三十三年（1944年）3月，建立和林格爾抗日民主縣政府直至抗日戰(zhàn)爭勝利。
民國三十六年（1947年）3月，在國民黨統(tǒng)治區(qū)域建立托（克托）和（林格爾）清（水河）游擊民主縣政府。
之后，建和林格爾縣人民政府。
1949年秋，和林格爾縣人民政府由游擊區(qū)遷駐城關(guān)區(qū)，隸屬和林專員公署（原為綏南公署）。
1950年11月27日，屬薩縣專員公署。
1952年11月27日，屬集寧專員公署。
1954年3月，屬內(nèi)蒙古自治區(qū)平地泉行政區(qū)。
1956年8月9日，將崞縣窯鄉(xiāng)的13號、8號、20號、16號、17號等5個村劃歸清水河縣。
1957年11月14日，將托克托縣的羊頭營子村劃歸和林格爾縣。
1958年4月2日，和林格爾縣劃歸烏蘭察布盟領(lǐng)導(dǎo)。
1995年11月21日，經(jīng)國務(wù)院批準，將烏蘭察布盟所屬和林格爾縣劃歸呼和浩特市管轄。