夏、商时期（约前21年～前11年），为要服地，在雍州翟族境内。
西周（前11年～前770年）属固阳榆中地，为荒服，属雍州白翟的一部分。
春秋时期（前770年～前475年）仍为白翟地，属晋国。（一说为林胡族地）。
战国时期（前475年～前221年）为固阳榆中地，属魏国，后属赵国。
秦（前221年～前206年）为上郡地。
西汉（前206年～23年）设富昌县（府谷县东北部及准格尔旗南部），属西河郡。王莽改名富成县，东汉（25年～220年）撤销，辖地并入平定县（准格尔旗南部及府谷县西部）。
魏晋时期（220年～420年）为匈奴地。东晋属赫连氏大夏国（都城在今靖边县白城子）。
北魏（386年～534年）为五原郡固阳并永安郡地。北周（557年～581年）为银城县（今神木县北部及府谷县地）地。
隋（581年～618年）为银城县地。开皇十年（590年）在北部复设富昌县，南部仍属银城县。
唐（618年～907年）属麟州。初为府谷镇，开元以后县地分属银城、新秦二县。
五代后唐天佑七年（910年）升镇为县，八年（911年）升府州领府谷县。不久，因辽国侵扰迁到留得人堡，即今府谷县城。后汉初升设永安军，乾佑元年（948年）仍设府州，周显德元年（954年）复设永安军。
宋（960年～1279年），仍为府州，领府谷县。徽宗崇宁元年（1102年），改为靖康军。政和五年（1115年），赐郡名荣河，又改为保成军，置麟府路军马司，以太原府代州路钤辖领，属河东路，以其地处河西，便于控扼西夏。靖康元年（1126年），割让麟、府、丰三州与西夏。绍兴九年（1139年），夏人陷府州。
金贞元（1153年～1155年）以后，从西夏收复。正大三年（1226年），复设府谷县，增设建宁县（故城在府谷县西北七十里）。
元（1206年～1368年）初，复建府州，领府谷县。至元六年（1269年），州废，并建宁县入府谷县，隶葭州（道光本《榆林府志》）；一说州、县俱废（雍正本《陕西通志》）。
明（1368年～1644年）为府谷县，属葭州。洪武六年（1373年），废。十三年（1380年）复置县，属延安府葭州。
清（1644年～1911年）仍为府谷县，初属延安府。雍正三年（1725年），改属葭州。乾隆元年（1736年年），改属榆林府。
民国时期为府谷县。
民国元年（1912年），废府制归省直属。
民国二年（1913年），设陕北观察使，因属陕北观察区。
民国三年（1914年），改属榆林道。
民国十五年（1926年），废道制，复归省直属。
民国二十五年（1936年）归陕西省第一行政督察区。
1933年开始建立神府革命根据地，逐渐扩大到原国民党县政府统治的大堡、镇羌、天平等联堡。
1935年3月，成立府谷县革命委员会，归陕北省苏维埃政府领导。
1936年2月，成立神府东北办事处。4月15日，撤销神府东北办事处，成立神府特区抗日人民革命委员会，统辖府谷县城以南及神木县、榆林县、佳县的部分地区，与国民党统治的府谷县并存。
1937年1月28日，神府特区抗日人民革命委员会改为神府特区苏维埃政府，属中央政府西北办事处领导。7月，神府特区苏维埃政府改为神府县政府（属于陕甘宁边区政府领导），与国民党统治的府谷县并存。
1941年9月，神府县由陕甘宁边区改属晋绥边区代管。
1947年11月，成立府谷县人民政府，属晋绥边区政府领导。
1948年1月，麻地沟解放后，府谷县黄甫川以东地区，内蒙古十里长滩一带及山西省河曲县部分地区于3月合并，组成河府县（县府设在麻地沟），归晋绥边区政府领导。9月，河府县撤销，归还府谷原属地。
1949年6月，改属陕甘宁边区政府榆林分区。
1950年5月整编时，撤销神府县，其辖地分别划归府谷、神木两县。
府谷县归属陕西省榆林专区。
1958年12月，府谷县撤销，其辖地划归神木县。县委、县人委设在神木县城关，隶属仍旧。
1961年9月，恢复府谷县建置，隶属仍旧。
1968年3月，府谷县革命委员会成立，属榆林地区革命委员会领导。
1981年12月，恢复府谷县人民政府，隶属榆林地区行政公署至今。
2014年6月，陕西省委、省政府升格府谷县为省直管试点县。