新石器时代，人类就在此繁衍生息。
春秋为林胡、楼烦等部落活动区域，战国属赵国代郡。
秦属雁门郡。
西汉属剧阳县。
王莽新朝改剧阳为善阳，东汉初复旧。
三国属鲜卑族人游牧地。
西晋永嘉六年（312）为鲜卑族占据，属代国。
北朝北魏属平城近畿，西部属桑干郡，东部属繁峙郡。
隋代属马邑郡神武县。
唐属朔州。
唐末，晋王李克用筑金城县城。
后晋天福元年（936），应县割给契丹。
辽属西京道，应州置彰国军节度，领金城县、河阴县、金属西京路，应州领金城县。
元属大同路，应州领金城县。
明属山西布政司大同府，万历年间（1573-1619）辖4乡、13里、47个村。
清初，应州属山西省大同府，雍正年间（1723-1735）辖18里、3坊、1厢、147村。
1912年，应州改名应县，属山西省，辖5个区，227个村。
1937年9月，县城和平川被日军占领。
1938年2月，南部山区由应山县抗日民主政府管辖，属山西省第一行政区。
1941年1月，改为应县抗日民主政府管辖，属晋察冀边区二专属（后改为五专属）。
1945年8月，国民政府辖县城及周边地区。
1948年5月，人民民主政府由乡村迁入县城，属晋察冀北岳区。
1949年10月，属察哈尔省雁北专区，辖10个区、244个行政村。
1952年11月，改属山西省雁北专区。
1958年9月，应县与山阴县合并为山应县，县政府驻岱岳。
1959年7月，复设应县，属晋北专区。
1961年9月，属雁北专区。
1972年属雁北地区。
1993年7月，雁北地区划归朔州市，应县属朔州市至今。