晋人消灭赤狄部落后，把地跨数县的地区，封给晋大夫羊舌氏为食邑，名曰铜鞮邑。

晋顷公十二年，晋六卿灭掉羊舌氏族，将原地析为铜鞮、平阳、杨氏。

秦灭赵后，又将铜鞮析为涅氏、襄垣、谷远四县。

北魏时铜鞮属并州乡郡。

隋初属上党郡，后将甲水县（县治在今南涅水村）部分划归铜鞮，辖境有增。

唐初改隶韩州，复置甲水县，六年后分甲水归铜鞮、武乡。

宋初在乱柳石围中（段柳村）建威胜军，后曾改军为州，不久又称威胜军。再后，升节镇，改称义胜军，隶河东南路，领铜鞮、武乡、绵上、沁源四县。

元初称沁州（迁现城址），隶晋宁路，领铜铜鞮、沁源、武乡三县。

明初改铜鞮入州，直隶山西布政司，领沁源、武乡两县。

清沿明制，仍称沁州。

民国初年废州改县，始称沁县，属冀宁道。抗日战争开始后，为第三行政区所在地。

民国二十九年（1940年）10月为适应战争需要，在县东置路东办事处。

民国三十年（1941年），将沁东部分地区划归武东县，同时在沁洪公路北置漳源县。

民国三十一年（1942年）撤漳源县，复归沁县。

中华人民共和国成立后，县名未变，属长治专员公署（后称晋东南地区）。

1985年试行市管县，沁县属长治市。