泾川历史悠久，旧石器时代早期境内就有人类生息繁衍。
商代建有阮、共国，西汉元鼎三年(114)置安定县，后秦置雍州，北魏置泾州；唐至德元年改名保定县。
泾州属庆原路，金世宗大定七年（1167），改保定县为泾川县，意为泾水之川；元光二年（1223），迁州治于长武（今泾川泾明长武城），不久又迁回泾川。
泾州领泾川、长武、良原、灵台4县；元初泾州初属都元帅府，曾在泾州立总司，辖邠州，后属巩昌总帅府，忽必烈至元八年（1271），灵台并入泾川，至元十一年（1274），长武县并入泾川，复灵台县，将良原县并入灵台，至元二十三年（1286），泾川改属陕西行中书省平凉府，至元二十七年（1290），泾州改为直隶州，领泾川、灵台2县；明太祖洪武三年（1370），泾州降为散州，属平凉府，撤泾川县，县事由州直理，由于洪水冲毁泾州城，州衙由水泉寺古城迁至泾河南的皇甫店，即今县城，洪武九年（1376），泾州属陕西承宣布政使司平凉府，领灵台1县；清康熙三年（1664），分陕西布政使司为左、右布政使司，右布政使司领平凉、庆阳、临洮、巩昌四府，乾隆六年（1667），右布政使司改为巩昌布政使司，次年又改为甘肃布政使司，治所由巩昌移至兰州，泾州属甘肃布政使司平凉府，乾隆四十二年（1777），泾州升为省直隶州，领灵台、镇原、崇信3县；1913年，泾州改名泾县，属泾原道，次年复名泾川县延用至今。