天祝藏族在历史上实行部落制度，藏语称“措哇”至1936年成立天祝乡共有三十六族十四寺院，1936年将永登县所属藏区改为天祝乡，1938年天祝乡又改为永登县第四区，1940年恢复为天祝乡，1949年解放后为永登县天祝区，1950年5月6日成立天祝自治区（县级），1953年改为天祝藏族自治区（县级），1955年7月，经国务院批准，天祝藏族自治区改为天祝藏族自治县，属张掖专区，1961年，撤张掖专区后属武威专区，现属武威市所辖。
1950年5月自治区政府驻南冲寺，全区辖10乡，1951年7月古浪县的安远驿划入天祝自治区，9月区政府由南冲寺迁至安远驿。
1952年全区下设6区30乡。
1953年10月撤销四区的四乡、五乡，成立6个乡，当时全县共有6区34乡。
1956年先后将永登县的岔口驿乡、赛什斯藏族乡、古城乡，武威县的铧尖乡、南山乡，永昌县的泱翔乡划归天祝县，全县为6区40乡。
1958年8月，全县撤销区、乡（镇）成立7个人民公社和20个牧场，同年12月，古浪县并入天祝藏族自治县，辖17个人民公社。
1959年2月，祁连公社划给肃南县，8月除铧尖、泱翔大队外，祁连公社划归天祝县，至此全县共11个公社。
1962年元月，恢复天祝、古浪两县建制，全县改为7区48公社。
1966年撤区，全县设30个人民公社1镇10个牧场。
1968年为14个公社1镇10个牧场。
1971年祁连、旦马公社和旦马牧场划给武威县，1982年又划归天祝，1983年全县撤销公社，全县设7区45乡1镇，县政府驻地安远镇。
1985年10月，撤区并乡为5镇17乡。
1988年8月1日，县政府驻地迁至华藏寺镇。
2002年石门、钱宝、赛什斯乡撤乡设镇。
2004年进行乡政行政区划调整，撤销柏林乡、朱岔乡、松山乡，设立松山镇，全县为8镇11乡，2009年天堂撤乡设镇，2015年朵什撤乡设镇。
2017年西大滩乡撤乡设镇，2018年大红沟、祁连、抓喜秀龙三个乡撤乡设镇。
现辖华藏寺、打柴沟、安远、石门、炭山岭、赛什斯、松山、哈溪、天堂、大红沟、祁连、西大滩、抓喜秀龙、朵什14个镇，东坪、赛拉隆、毛藏、旦马、东大滩5个乡。