早在新石器時代就有人類生存繁衍（距今1萬年前）；戰(zhàn)國初為代國延陵邑（前475），后趙國建延陵縣（前457）；晉、北魏為鮮卑族封地（295）；唐設天成軍（631）；遼代始設天成縣（1044）；明洪武二十六年（1393）置天成衛(wèi)，正統十四年（1449）遷鎮(zhèn)虜衛(wèi)至天成衛(wèi)，二衛(wèi)同治（鎮(zhèn)虜舊衛(wèi)在今呼和浩特市托克托縣東南，遷至縣城西，轄26個堡寨；天成衛(wèi)在縣城東，轄39個堡寨、3個軍墾、2個哨馬營、領兵5707人）；清順治三年（1646）合天成、鎮(zhèn)虜二衛(wèi)為天鎮(zhèn)衛(wèi)，雍正三年（1725）改制為天鎮(zhèn)縣；1952年11月由察哈爾省察南專區(qū)歸入山西省雁北專區(qū)，1993年7月歸屬大同市。