深州始置于隋开皇十六年（596年）。据《元和郡县志》载：“以州西故深城为名。”又据明《探州八景记》曰：“隋始置深州，取州西故深池为名，”后几经废置。明永乐十年徙州治于今政府所在地，清雍正二年升为直隶州，民国二年降深州为深县。1994年7月4日，经国务院批准撤销深县，设立深州市（县级）。
1996年，深州市面积1244平方千米，人口约57.1万人。辖4个镇、13个乡：深州镇、大堤镇、王家井镇、前磨头镇、唐奉乡、兵曹乡、辰时乡、北溪村乡、穆村乡、大冯营乡、东安庄乡、榆科乡、东魏家桥乡、护驾迟乡、太古庄乡、乔家屯乡、大屯乡。市政府驻深州镇。（469个行政村）
唐奉乡、榆科乡、东魏家桥乡先后撤乡设镇。调整后，深州市辖7个镇、10个乡。
2000年第五次人口普查，深州市常住总人口568558人，其中：唐奉镇39332人，深州镇76718人，榆科镇28003人，魏家桥镇30057人，大堤镇24582人，前磨头镇25021人，王家井镇37634人，兵曹乡32903人，穆村乡28602人，东安庄乡40196人，辰时乡41151人，北溪村乡33405人，大冯营乡32895人，护驾迟乡24540人，乔屯乡22706人，太古庄乡23594人，大屯乡27219人。
2002年，深州市面积1256平方千米，人口约56.37万人。辖9个镇、8个乡：唐奉镇、深州镇、辰时镇、榆科镇、魏桥镇、大堤镇、前磨头镇、王家井镇、护驾迟镇、兵曹乡、穆村乡、东安庄乡、北溪村乡、大冯营乡、乔屯乡、太古庄乡、大屯乡。共有469个行政村。市政府驻深州镇长江西路120号。
2010年，撤销大屯乡，设立大屯镇。调整后，全市辖10个镇、7个乡。
2010年第六次人口普查，深州市常住总人口566087人，其中：唐奉镇40341人，深州镇86164人，辰时镇41629人，榆科镇26823人，魏家桥镇29341人，大堤镇23763人，前磨头镇23282人，王家井镇34807人，护驾迟镇24105人，大屯镇25662人，兵曹乡16847人，穆村乡29242人，东安庄乡38450人，北溪村乡31733人，大冯营乡31908人，乔屯乡19396人，太古庄乡22208人，河北省深州监狱4310人，双井经济开发区16076人。
2013年，省民政厅（冀民函[2013]188号）批复同意撤销太古庄乡，设立高古庄镇（2014年2月实施）。调整后，全市辖11个镇、6个乡：唐奉镇、深州镇、辰时镇、榆科镇、魏桥镇、大堤镇、前磨头镇、王家井镇、护驾迟镇、大屯镇、高古庄镇、兵曹乡、穆村乡、东安庄乡、北溪村乡、大冯营乡、乔屯乡。