柳河县的名称来源于柳河镇东郊一条河叫柳树河子，此河早年两岸遍生柳丛，建县时简称柳河，以河得名。清光绪三年（1877）设通化县，翌年设柳树河分防县丞，治柳树河，属通化县。光绪二十八年（1902）析通化县北境置柳河县，属海龙府。1914年属奉天省东边道，1937年属通化。1945年属安东省，1949年属辽东省。1954年8月划归吉林省通化专区。1985年属梅河口市，1986年属通化市。
1945年9月，柳河县划归冀热辽区辽吉办事处第四专区管辖；12月，划归安东省通化专区管辖。1946年1月，划归吉林省通化分省管辖。1946年5月，国民党军队占领柳河，柳河县政府机关转移，在圣水河子、山城镇以南地区组成了中共海柳边工委，隶属于辽宁省第四专署；12月，组建海柳清联合县，辖海龙县的山城镇、大荒沟、吉乐三个区，清源县的南山城子、南杂木等地。7月，划归辽宁省通化专区管辖；10月，被国民党军队占领。
1947年2月28日，柳河解放，划归辽宁省第一专区；5月，撤销海柳清联合县，恢复原三县建制。1948年2月，划归辽宁省直辖。1948年7月，划归安东省通化专区。1949年4月，划归辽东省通化专区，成立柳河县人民政府。1954年7月23日划归吉林省通化专区管辖。1955年，柳河县人民政府更名为柳河县人民委员会。
1956年9月辖2个区、1个镇、42个乡。1958年10月辖9个公社，75个管理区。1968年，撤销柳河县人民委员会，成立柳河县革命委员会。1980年初，柳河县辖22个公社、2个镇，255个生产大队，1301个生产小队；撤销柳河县革命委员会，成立柳河县人民政府。
1992年9月8日，经吉林省政府批准，撤销圣水河子乡，设立圣水河子镇。1993年9月30日，经吉林省政府批准，撤销凉水河子、安口、大通沟、向阳4个乡，设立凉水河子、安口、罗通山、向阳4镇。1994年12月5日，经吉林省政府批准，撤销亨通山乡、和平乡，设立亨通镇、红石镇。1995年12月，柳河县辖12个镇、11个乡，54个居员会、332个村委会。
1996年，柳河县面积3348平方千米，人口36.5万人。辖12镇11乡：柳河镇、孤山子镇、五道沟镇、驼腰岭镇、三源浦朝鲜族镇、圣水镇、凉水河子镇、罗通山镇、安口镇、向阳镇、红石镇、亨通镇、城关乡、新发乡、太平川乡、时家店乡、兰山乡、柳南乡、全胜乡、大甸子乡、砬门子乡、二道沟乡、姜家店朝鲜族乡。县政府驻柳河镇。
2000年2月21日，吉林省民政厅（吉民行批[2000]3号）批复，经省政府批准，同意撤销大甸子乡，将原大甸子乡管辖的德兴村、大北岔村划归三源浦朝鲜族镇管辖；将闹枝沟村、大甸子村、八里哨村划归孤山子镇管辖。
2000年第五次人口普查，全县总人口375027人，其中：柳河镇73143人、三源浦朝鲜族镇17517人、五道沟镇23629人、驼腰岭镇16628人、孤山子镇22680人、圣水镇22311人、罗通山镇13721人、安口镇21167人、向阳镇16797人、红石镇11890人、凉水镇17188人、亨通镇12712人、城关乡21152人、新发乡8839人、砬门子乡8003人、二道沟乡9723人、柳南乡13265人、兰山乡5060人、全胜乡6369人、时家店乡13518人、姜家店朝鲜族乡12721人、太平川乡6994人。
2002年末，柳河县总人口36.4万人，其中非农业人口近10万人。辖12个镇、9个乡、1个民族乡。2003年末，柳河县总面积3348平方千米，总户数103928户，总人口37万人，其中农业人口27万人。辖12个镇、9个乡、1个民族乡：柳河镇、孤山子镇、五道沟镇、驼腰岭镇、三源浦朝鲜族镇、圣水镇、凉水河子镇、罗通山镇、安口镇、向阳镇、红石镇、亨通镇、城关乡、新发乡、太平川乡、时家店乡、兰山乡、柳南乡、全胜乡、砬门子乡、二道沟乡、姜家店朝鲜族乡，共有219个行政村。
2005年2月5日，吉林省民政厅（吉民行批[2005]2号）批复，经省政府批准，同意撤销砬门子乡，将其所辖行政区域划归柳河镇管辖；撤销二道沟乡，将其所辖行政区域划归三源浦朝鲜族镇管辖；撤销兰山乡，将其所辖行政区域划归红石镇管辖。至此，柳河县辖12镇7乡、219个村，全县总面积3349平方千米、总人口38.1万人，乡镇平均面积176平方千米、平均人口1.8万人。
2005年9月9日，吉林省民政厅（吉民行批[2005]27号）批复，经省政府批准，同意撤销城关乡、新发乡，将这2个乡所辖行政区域划归柳河镇管辖；撤销太平川乡，将其所辖行政区域划归圣水河子镇管辖；撤销全胜乡，将其所辖行政区域划归孤山子镇管辖；将红石镇所辖的兰山、兴隆、六盘、八宝、大野猪沟等5个村行政区域划归三源浦朝鲜族镇管辖。经过调整，柳河县辖12个镇、3个乡，219个行政村。乡镇平均面积由原来的152平方千米增加到223平方千米，人口由原来的17312人增加到25404人。
2007年末，全县总人口114937户368220人，其中非农业人口103832人。2009年末，全县总人口122669户374561人，其中非农业人口108042人。