因城口山为名，一说因地当陕西、湖北入川门户，形如城口，故名。秦属巴郡。西汉属巴郡宕渠县。东汉和帝时析宕渠之东置宣汉县，属巴郡宣汉县。东晋恭帝时析宣汉县东北部置东关县，属晋昌郡东关县。西魏属南并州南晋郡东关县。北周省东关县入宣汉县，改南晋郡为永昌郡。隋属并州通川郡宣汉县。唐武德初年属南并州通川郡东关县。贞观元年属达州通川郡宣汉县。五代蜀，县境东北设通明院专司催科赋税。宋属达州通川郡通明院，绍兴中期在明通院地增设通明县。元省永穆、东乡、通明三县，属达州新宁县。
明正德十年割东乡县之太平里置太平县。县境设明通巡检司。城口设理民府。清嘉庆七年升太平厅。城口设经历署。道光二年（1822）割太平厅之七、八、九保置城口厅，属四川绥定府，太平复为县。1913年改城口厅为城口县，属川东道绥定府。1935年属四川省第九行政督察区（公署设万县）。1949年12月13日，城口县解放，成立城口县人民政府，先后属四川省万县专（地）区、万县市。1997年属重庆直辖市。
《城口厅志·疆域》记载，“城口厅东西距570里，南北距410里”。以城口厅署驻地（今葛城镇）为中心，八至的距离分别是：正东至两扇门、老鸦铺交陕西兴安府平利县界340里。正西至八台山交本省绥定府县太平界230里。正南至雪雹山交本省夔州府开县界180里。正北至大界岭交陕西兴安府紫阳界230里，东南至剪刀架交本省夔州府大宁县界200里。西南至七里沟交本省绥定府太平县界200里。东北至南天门交陕西兴安府砖坪厅界160里。西北至鸡公滩、分水垭交本省绥定府太平县界130里。
清同治五年(1879)，对城、万边境的“插花界”进行了调整，原属城口厅管辖的松树门口、灯盏窝、杨家坝、官家垭口、吊桥、石坝子(白果乡)、滚筒坡、龙王沟、毛坡等地，划归万源县。梨儿垭、曾家河等地，归属城口。城口境域从此稳定下来。
1996年，城口县面积3285.9平方千米，人口约22万人。辖葛城、坪坝、明通、修齐、高观、庙坝6个镇；棉沙、高燕、龙田、箭竹、箭岭、北屏、新枞、高楠、左岚、后裕、黄溪、沿河、明月、中溪、鸡鸣、咸宜、周溪、蓼子、桃元、明中、燕麦、杉木、岚天、石坊、治坪、红花、厚坪、河鱼、渭河、黄安、东安、罗江、白芷、双河、余坪35个乡。县政府驻葛城镇。
2000年第五次人口普查，城口县常住总人口总人口225841人，其中：葛城镇18469人、坪坝镇10768人、明通镇7695人、修齐镇9863人、高观镇6074人、庙坝镇7041人、棉沙乡8680人、高燕乡8862人、龙田乡4794人、箭竹乡1722人、箭蛉乡2047人、北屏乡6464人、新枞乡5319人、黄溪乡7316人、高楠乡6013人、左岚乡3813人、后裕乡2998人、明月乡6377人、沿河乡4895人、中溪乡3067人、咸宜乡10343人、鸡鸣乡5086人、周溪乡6100人、蓼子乡6533人、桃元乡5314人、明中乡3403人、燕麦乡2740人、杉木乡3066人、治坪乡4430人、厚坪乡4172人、红花乡2257人、石坊乡4461人、岚天乡3460人、河鱼乡4613人、渭河乡2686人、黄安乡1551人、东安乡8039人、罗江乡5259人、白芷乡2197人、双河乡4407人、余坪乡3447人。
2002年末，城口县户籍总人口22.66万人，其中非农业人口2.32万人。辖8个镇、24个乡，16个居委会、258个村委会。
2004年9月9日，重庆市政府（渝府[2004]229号）批复同意城口县将32个乡镇调整为24个乡镇。其中，撤销1个镇、7个乡，调整5个镇、3个乡行政辖区范围，保留2个镇、14个乡行政辖区和政府驻地不变。具体为：撤销棉沙镇，并入葛城镇；撤销石坊乡，并入修齐镇；撤销渭河乡，并入高观镇；撤销明月乡，并入高燕乡；撤销罗江乡，并入庙坝镇；撤销桃园乡，并入蓼子乡；撤销黄溪乡，并入巴山镇；撤销后裕乡，并入左岚乡。
2005年末，城口县户籍人口23.28万人。其中农业人口20.65万人，非农业人口2.63万人；常住人口19.21万人。辖7个镇、17个乡。
2009年12月1日，重庆市政府（渝府[2009]179号）批复同意撤销葛城镇，设立葛城街道、复兴街道。调整后，全县辖2个街道、6个镇、17个乡：葛城街道、复兴街道、巴山镇、坪坝镇、庙坝镇、明通镇、修齐镇、高观镇、高燕乡、龙田乡、北屏乡、高楠乡、左岚乡、沿河乡、双河乡、蓼子乡、鸡鸣乡、咸宜乡、周溪乡、明中乡、治平乡、岚天乡、厚坪乡、河鱼乡、东安乡。县政府驻葛城街道土城路北门口1号。
2010年第六次人口普查，城口县常住总人口192967人，其中：葛城街道26649人，复兴街道10663人，巴山镇10820人，坪坝镇10342人，庙坝镇10342人，明通镇6437人，修齐镇13874人，高观镇7294人，高燕乡11655人，龙田乡6983人，北屏乡4964人，高楠乡5099人，左岚乡4968人，沿河乡5444人，双河乡7871人，蓼子乡8744人，鸡鸣乡3701人，咸宜乡7232人，周溪乡4873人，明中乡4173人，治平乡3334人，岚天乡2644人，厚坪乡4645人，河鱼乡3382人，东安乡6834人。
2012年12月20日，重庆市政府（渝府[2012]106号）批复同意城口县撤销高燕乡设立高燕镇。2014年8月19日，重庆市政府（渝府[2014]52号）批复同意：撤销东安乡，设立东安镇；撤销咸宜乡，设立咸宜镇；撤销高楠乡，设立高楠镇。调整后，城口县辖2个街道、10个镇、13个乡：葛城街道、复兴街道、巴山镇、坪坝镇、庙坝镇、明通镇、修齐镇、高观镇、高燕镇、东安镇、咸宜镇、高楠镇、龙田乡、北屏乡、左岚乡、沿河乡、双河乡、蓼子乡、鸡鸣乡、周溪乡、明中乡、治平乡、岚天乡、厚坪乡、河鱼乡。