384年溫宿、姑墨隸屬前秦西域校尉。
658年縣境置溫肅州、姑墨州，隸屬安西都護(hù)府。
1757年清政府將溫宿城更名為“阿克蘇”。
1883年置溫宿直隸州。
1902年溫宿直隸州升格為府，增設(shè)溫宿縣，隸屬溫宿府。
1912年沿清舊制，溫宿縣隸屬溫宿府。
1913年溫宿府改設(shè)阿克蘇縣，溫宿縣隸屬于阿克蘇道。
1928年阿克蘇道改為阿克蘇第四區(qū)行政長公署，溫宿縣受其管轄。
1958年經(jīng)國務(wù)院全體會議第77次會議批準(zhǔn)，將溫宿、阿克蘇兩縣合并為阿克蘇縣，撤銷溫宿縣建制，縣境并入阿克蘇縣。
1962年復(fù)經(jīng)國務(wù)院全體會議第117次會議決定，恢復(fù)溫宿縣治。