镇赉一带，汉属玄菟郡，辽金属上京道泰州，元属中书省泰宁路，明属奴儿干都司塔儿河卫，清初属科尔沁右翼后旗扎萨克领地。清光绪二十八年（1902年），“蒙荒解禁”，垦户渐增。宣统元年九月（1909年10月），盛京将军奏准，于科尔沁右翼后旗东部地区设立镇东设治局。宣统二年八月初三（1910年9月6日），奉旨准设镇东县，因地处科尔沁部右翼后旗扎萨克镇国公封地之东部而得名。县署驻南查干挠（蒙古语“白泡子”之意），后移驻现址。隶属奉天行省洮南府。
民国初年隶奉天省北路道，1914年6月改隶洮昌道。1929年2月，废止道制，改由辽宁省（奉天省改称）直辖，时为三等县。东北沦陷后，初隶奉天省。1934年12月划归龙江省管辖。1945年11月，划归嫩江省白城子行政督察专员公署管辖。1946年3月，在大赉县（今大安市）洮儿河以北地区成立赉北县；两县划归嫩南行政区管辖；5月中旬复归嫩江省；6月划归辽吉行政区第四专署。1947年2月，两县划归辽北省第四专区管辖。
1947年8月，将镇东县与赉北县合并为镇赉县（取两县首字为名），为辽北省直辖县。1948年1月，由辽北省政府后方办事处管辖。1948年7月，划归嫩江省管辖。1949年5月，划归黑龙江省管辖。1954年8月，划归吉林省管辖，隶属白城专区。1993年属白城市（地级）。
1955年11月，各区名称改为以地名称谓：第一区改城关区，第二区改东屏区，第三区改坦途区，第六区改五棵树区，第七区改大屯区，等。1956年3月，撤销12个区，城关区改镇赉镇。1958年11月，设立镇赉镇、坦途、五棵树、大屯等8个公社。1961年4月，调整为12个公社。
1983年9月，将16个公社改为乡，镇赉镇公社改为镇赉镇。1984年底至1985年初坦途、东屏、五棵树镇撤乡建镇。1988年到保、大屯撤乡建镇。1994年沿江撤乡建镇。
1996年，镇赉县面积5093平方千米，人口31万。辖7镇10乡：镇赉镇、坦途镇、东屏镇、大屯镇、到保镇、沿江镇、五棵树镇、丹岱乡、岔台乡、哈吐气蒙古族乡、黑鱼泡乡、胜利乡、莫莫格蒙古族乡、保民乡、建平乡、嘎什根乡、英华乡。县政府驻镇赉镇。
2000年第五次人口普查，全县总人口320960人，其中：镇赉镇76260人、坦途镇17650人、东屏镇11776人、大屯镇21537人、到保镇15682人、沿江镇8884人、五棵树镇13811人、丹岱乡9377人、岔台乡6672人、哈吐气蒙古族乡4848人、黑鱼泡乡14523人、胜利乡11391人、莫莫格蒙古族乡13005人、保民乡5588人、建平乡32639人、嘎什根乡12284人、英华乡17347人、张家园子乡8515人、镇赉监狱分局19171人。
2001年，黑鱼泡乡和岔台乡合并设立黑鱼泡镇；撤销张家园子乡。2002年，镇赉县总人口31万人，其中非农业人口10.8万人。辖8个镇、8个乡：镇赉镇、坦途镇、东屏镇、大屯镇、到保镇、沿江镇、五棵树镇、黑鱼泡镇、哈吐气蒙古族乡、莫莫格蒙古族乡、建平乡、嘎什根乡、保民乡、英华乡、丹岱乡、胜利乡。
2003年底，镇赉县面积5371平方千米。总户数95862户，总人口310333人，其中农业人口202360人，占总人口的65.2%。辖8个镇、8个乡（其中蒙古族乡2个）、7个国有农林牧渔场，147个行政村，502个自然屯。
2005年，根据省民政厅《关于将镇赉县到保镇划入白城市管辖的批复》及白城市政府关于行政区域调整暨到保镇和镇南种羊场交接工作会议精神，根据白城整体发展需要，市政府决定把镇赉县到保镇划转到白城市洮北区。11月2日，镇赉县到保镇划入洮北区交接仪式在到保镇政府举行。
全县总人口29.5万人，其中农业人口19.1万人，占总人口64.8%；少数民族总人口2.3万人，其中蒙古族18039人，满族4398人。辖7个镇、4个乡、7个场站，141个行政村。有2个民族乡，12个民族村（分布在5个乡镇）。