酒泉以“城下有泉”、“其水若酒”而得名。大约4000年前，这里已有先民游牧，繁衍生息。西汉时期，汉武帝曾派遣骠骑将军霍去病两次出击河西，因霍去病有功，汉武帝钦赐御酒奖赏，霍去病将酒倒入泉中与将士共饮，酒泉故而得名。西汉元狩二年（前121）置酒泉郡。隋初改酒泉郡为肃州。1912年设立安肃道。
1949年设酒泉专区，专署驻酒泉县，辖酒泉、金塔、鼎新、玉门、安西、敦煌等6县及肃北设治局（驻赤金堡）。1950年，原张掖专区所属高台、临泽2县划入酒泉专区；同年7月20日原肃北设治局改设肃北自治区（县级），辖8县、1自治区。
1952年临泽县驻地迁沙河堡。1953年肃北自治区由玉门县赤金堡迁敦煌县党城湾，后改为肃北蒙族自治区。1954年2月20日由张掖、酒泉、高台3县各一部合并设置肃南裕固族自治区（驻红湾寺）；4月26日由敦煌县以南的海子为中心的地区设置阿克塞哈族自治区（县级，驻博罗转井）。额济纳自治区由酒泉专区代管。
1955年额济纳自治区改名为额济纳自治旗，肃南裕固族自治区改名为肃南裕固族自治县，阿克塞哈族自治区改名为阿克塞哈萨克族自治县，肃北蒙族自治区改名为肃北蒙族自治县。同年10月，酒泉专区撤销，与武威专区合并成立张掖专区。
1961年复设酒泉专区，专署驻酒泉市。原属张掖专区的酒泉、玉门2市及敦煌、安西2县和肃北蒙古族自治县（驻党城湾）、阿克塞哈萨克族自治县（驻博罗转井）划入酒泉专区。恢复金塔县。辖2市、3县、2自治县。1964年撤销酒泉市，恢复酒泉县。酒泉专署驻酒泉县，辖1市、4县、2自治县。1969年原属内蒙古自治区的额济纳旗（驻达兰库布）划入酒泉专区，辖1市、4县、2自治县、1旗。
1970年酒泉专区改称酒泉地区；原由省直辖的嘉峪关市划归酒泉地区领导。1971年嘉峪关市改由省直辖。1979年将额济纳旗划回内蒙古自治区。酒泉地区辖1市、4县、2自治县。1985年撤销酒泉县，设立县级酒泉市。1988年撤销敦煌县，设立县级敦煌市。
1996年，酒泉地区面积19.5万平方千米，人口88.6万人。辖金塔、安西2个县和肃北蒙古族、阿克塞哈萨克族2个自治县，代管酒泉、玉门、敦煌3个市。地区行政公署驻酒泉市。
2000年第五次人口普查，酒泉地区总人口980492人，其中，玉门市188931人、酒泉市346258人、敦煌市187578人、金塔县136173人、肃北蒙古族自治县13046人、阿克塞哈萨克族自治县8891人、安西县99615人。
2002年6月18日，国务院批准（国函[2002]53号）：（1）撤销酒泉地区和县级酒泉市，设立地级酒泉市。市人民政府驻新设立的肃州区仓门街。（2）酒泉市设立肃州区，以原县级酒泉市的行政区域为肃州区的行政区域。区人民政府驻西大街。（3）酒泉市辖原酒泉地区的金塔县、安西县、肃北蒙古族自治县、阿克塞哈萨克族自治县和新设立的肃州区。原酒泉地区的县级玉门市、敦煌市由甘肃省直辖。
2006年2月8日，民政部（民函[2006]31号）批准：同意将甘肃省安西县更名为瓜州县。
2010年第六次人口普查，酒泉市常住总人口1095947人，其中，肃州区428346人，金塔县147460人，瓜州县148798人，肃北蒙古族自治县14979人，阿克塞哈萨克族自治县10545人，玉门市159792人，敦煌市186027人。