春秋（前770-前476）以前，这里为少数民族北狄所居。战国时，归入赵国的版图。
秦始皇三十二年（前215年），边帅蒙恬在此筑城名马邑，置马邑县，归雁门郡管辖。
西汉（公元前202年―公元9年）时，置马邑县（今朔城区）、中陵县（今平鲁区）、剧阳（今应县）、阴馆（今朔城区东南）、汪陶（今山阴县）、埒县（朔城区南）、楼烦（今朔城区西南）、善无（今右玉县），仍归雁门郡管辖。东汉（公元25年-220年）时，雁门郡移治阴馆县。东汉末大乱，人民逃亡，大部分县撤废。
西晋（公元266年—316年）时，将峪岭（今雁门关）以北各县民撤往岭南，地归代王拓跋猗卢。北魏（386～557）时属畿内地，置桑乾郡（今山阴东）、繁峙郡（今应县东）、马邑郡。北齐天保六年（555），将朔州治从盛乐（今内蒙古和林格尔县）迁到马邑西南。北齐天保八年（557）改马邑县为招远县，为朔州治，此为朔州名之始。
北周（557年—581年）升朔州为总管府。
隋朝（581年－618年）废总管府，改为马邑郡，辖鄯阳（原朔县）、开阳（朔城区南部）、神武（山阴、应县境）。
唐武德四年（621），改马邑为朔州。唐天宝元年（742），又改朔州为马邑郡。唐初，在马邑郡
置大同军节度。会昌三年（843），改为大同都团练使，领云（今大同）、蔚（今河北蔚县）、朔（今马邑）三州。咸通九年（868），重置大同节度使，移治云州（今大同市）。五代时，在唐明宗出生地金城置应州，又分朔州置寰州（今朔城区西影市寺林东）。后晋天福元年（936），朔州、寰州、应州割让给契丹。
辽（916～1125年）时，朔州为顺义军节度，应州为彰国军节度，统属西京道。金仍之。元隶山西道大同路。
明（1368年～1644年）时，朔州隶大同府，辖马邑县，应州辖山阴县。清（1644年—1912年）沿明制。雍正三年（1725）置朔平府（治右玉），辖右玉县、左云县、平鲁县、宁远厅和朔州及马邑县。怀仁、应州与山阴同隶大同府。
中华民国元年（1912年）五月改州为县，同隶雁门道，后雁门道撤，直隶山西省。抗日战争时，以同蒲路为界，路西归晋绥边区，路东归晋察冀边区。
1946年朔县解放，归察哈尔省，至中华人民共和国成立。
1952年，察哈尔省撤消，重归山西属雁北专区。
1958年改属晋北专区。
1961年重新归雁北专区。
1989年1月，国务院批准由原雁北地区划出朔县、平鲁县、山阴县、设立朔州市，1989年1月5日正式设市。
1993年7月原雁北地区撤消，其所辖的应县、右玉县和怀仁县划归朔州市。