新石器时代，在托县境内黄河北岸黄土台地上发现的“海生不浪文化”遗址，证明早在新时期时代就有人类在这里繁衍生息。

春秋战国时期，戎狄、林胡等族在这里游牧，“逐水草迁徒”。周安王十二年（公元前390年），赵国赵武侯筑云中城（今托克托县境）。赵武灵王十九年（公元前307年），北破林胡、楼烦，筑长城，置云中郡（都治在今托克托县古城村）。县境位居北方边陲要冲，历来为兵家争战之地。

秦代，云中郡为全国三十六郡之一，境内置云中县、武泉县（今托克托县黑水泉

西汉，云中郡辖11县；其中，云中、武泉、阳寿、沙陵、桢陵5县均在今县境内。

南北朝时期，鲜卑族拓跋部先后建立代国和北魏政权。代王拓跋什翼犍、北魏道武帝拓跋王圭，分别于别340-376年、390-398年在云中之盛乐宫建都。

唐太宗贞观年间，云中城先后设云中都护府、单于大都护府，境内置金河县。

辽、金、元各代，县境皆置东胜州（今托克托县城圐圙大荒城）、云内州（今托克托县古城乡白塔村）。

明太祖洪武年间，在东胜州旧址置东胜卫，筑东胜卫城（今县城圐圙），又置镇虏卫（今托克托县黑城村）。

明嘉靖中期，西土默特部阿拉坦汗的义子恰台吉（即脱脱，或称妥妥）驻牧妥妥城（托克托城）。

清隆元年（1736年），置托克托厅。

中华民国元年（1912年），改厅为县，设县公署。

民国17年（1928年），国民党设县政府。

抗日战争时期，伪县公署（县政府）、国民党游击县政府、中国共产党领导下的抗日民主政府，同时存在。

民国34年（1945年）8月15日日本投降后，国民党托克托县政府复主。

民国38年（1949年）9月19日，托克托县随绥远省和平解放而解放。

中华人民共和国成立后，于1950年初，托克托县人民政府成立。

1971年7月1日后，为呼和浩特市辖区。