春秋為白狄之地，后歸晉國(guó)。
戰(zhàn)國(guó)時(shí)屬魏國(guó)，后歸秦。
秦至西漢，屬陽周縣轄區(qū)。
東漢屬膚施縣。
北魏神龜元年（518）在北部設(shè)立大斌縣，南部屬于城中縣（隋代改為城平縣）。
北宋至道年間，被西夏占據(jù)。
治平四年（1067），后漸收復(fù)，歸永興軍路延州管轄。
元符二年（1099），改歸永興路綏德軍，威戎堡屬延安府。
金正大三年（1226），升綏平、懷寧寨為綏平、懷寧縣，改克戎寨為定戎縣，屬鄜延路綏德州。
元至元四年（1267），懷寧縣并入清澗縣，定戎縣并入米脂縣。
明代分屬延安路綏德州、清澗縣、米脂縣，隸延安府。
清屬綏德州。
民國(guó)年間分屬陜西省綏德、清澗、米脂、衡山縣。
橫山隸陜西省第一區(qū)專員公署，綏德、清澗、米脂隸陜西省第二區(qū)專員公署。
1935-1936年夏，本境部分地區(qū)歸米西縣、秀延縣等蘇維埃政權(quán)。
1940年2月，歸屬陜甘寧邊區(qū)政府。
1941年8月，綏德警備區(qū)在雙湖峪鎮(zhèn)設(shè)立綏米清安邊辦事處，擬在西川籌建一個(gè)新縣。
1942年9月，籌建完畢，命名為西川辦事處，將原綏德、米脂、清澗等縣邊界處的插花地區(qū)劃歸辦事處管轄，隸屬于陜甘寧邊區(qū)綏德分區(qū)專員公署，相當(dāng)于一個(gè)縣級(jí)政權(quán)。
1942年，陜甘寧邊區(qū)政府設(shè)立西川行政區(qū)辦事處，同年改名綏西辦事處。
1943年11月，綏德專署擬將綏西辦事處更名為西川縣，并呈報(bào)陜甘寧邊區(qū)政府批準(zhǔn)。
1943年12月，陜甘寧邊區(qū)政府發(fā)布命令，從1944年元旦起：“正式成立縣人民政府，為紀(jì)念革命先烈李子洲同志，命名該縣為子洲縣。”1944年1月，子洲縣正式成立，隸屬陜甘寧邊區(qū)綏德分區(qū)。
1950年5月，隸屬陜西省綏德專區(qū)。
1956年10月，綏德專區(qū)撤銷，劃歸榆林專區(qū)。
1958年12月，子洲并入綏德縣。
1961年8月，恢復(fù)子洲縣建制，隸屬榆林專區(qū)。
1969年，屬榆林地區(qū)。
2000年7月，榆林地區(qū)撤銷，設(shè)立地級(jí)榆林市，子洲縣隸屬榆林市。