殷商时期，为商封孤竹国之北部疆域。

西周初期，县地属燕国辖境。

战国时期，这里是燕国辽西郡所辖之第四郡县——“柳城县”之属地，郡治隶属幽州。

秦汉时期，先为东胡地，后并入匈奴。

汉武帝时期，经过三次对匈奴征伐后使这里成为汉之实际领地。后正式在辽西郡设柳城县，古城遗址在今柳城镇袁台子村。除柳城之外，当时辽西郡14个属县之中的“且虑”和“孤苏”县遗址也在今朝阳县境内。

东汉时期，这里仍为辽西郡属地。

东晋十六国时期，这里先后出现了“前燕”（鲜卑慕容），“后燕”（鲜卑慕容）和“北燕”（汉族冯跋）三个王朝的割据政权。咸康7年（公元341年）燕王慕容皇光“柳城之北，龙山之西”建新都，定名“龙城”。龙城即今日朝阳县城，因前燕、后燕、北燕先后定都于此，朝阳为三燕故都因而得名。

南北朝时期，此地为北魏领地。公元436年，北魏灭北燕，在龙城置龙城镇。太平真君5年（公元444年），改置营州。公元447年，又置昌黎郡，治龙城。

隋唐时期，改龙城为柳城，设营州总督府。唐玄宗时，唐王朝复置松漠都督府。营州都督府亦还治于柳城，并设平卢军使，兼领安东都护和营、辽、燕三州。

北宋、辽时期，在朝阳县置霸州新武军，设霸城县，初属中京道，隶五享中的中享大定府。公元1041年，改霸城县为兴中县。今朝阳县属地分别为兴中府的兴中县、建州永霸县、安德州安德县、川州咸康县等州县所属。其中兴中县府县治所在今朝阳县城；安德州在朝阳县五十家子，建州故地在今朝阳县大平房镇的黄花滩。由于辽代初期在营州设霸州彰武军节度使，所以营州又有霸州、兴中府之称。

南宋、金时期，朝阳县沿用辽称，仍为兴中府治，属北京路。这里分别为当时兴中、永霸、武平等县所属。金掳北宋徽、钦二帝到北方，途中还经过了今天的朝阳。

元朝时期，这里初袭辽金府县旧制，至元7年（公元1271年）降府为州，隶大宁路，分属当时兴中、建州、川州管辖。后升懿州为路，兴中改属懿州。

明朝时期，初属营州右屯卫，继撤营州卫并入泰宁卫，后划归兀良哈三卫做蒙古牧地，明末又为吐默特等蒙古部落所并。

清朝时期，朝阳县为蒙古土默特左右翼地。乾隆3年（公元1738年），清政府在凌源设塔子沟厅，朝阳县为塔子沟厅东境，隶承德府。乾隆39年（公元1774年），在塔子沟厅东境置三座塔厅，治所为今日朝阳县城。乾隆41年（公元1776年），撤消二厅，以土默特左右翼所开垦的地方设置了朝阳县，仍隶属直隶省承德府。光绪30年（1904年），升朝阳县为朝阳府，领朝阳、建昌、建平、阜新、绥东五县。

民国三年（1914年），朝阳县废府改县。

民国十八年（公元1929年），热河省划归东北政务委员会管辖，朝阳直属热河省。伪康德元年（1934年）12月，日伪政权搞省治改革，划东北为14省，朝阳由热河省划归新置锦州省管辖。伪康德7年（1940年），朝阳县改称吐默特右旗，后将朝阳县北部划出，另置吐默特中旗，即北票县。东北光复后，民国三十四年（1945年）9月10日，朝阳县人民政府宣告成立。

1949年10月1日中华人民共和国成立时，朝阳县属热河省管辖。

1956年，朝阳县由热河省划归辽宁省管辖至今。

1958年属朝阳市。

1964年朝阳市改朝阳行政公署，朝阳县隶属朝阳行署。现为朝阳市辖县。