“鄂伦春”为本民族自称，意为“住在山岭上的人”。鄂伦春族、鄂温克族、达斡尔族总称索伦部。先属清庭理藩院直辖，后属黑龙江将军布特哈总管衙门。古为东胡之地。汉时为匈奴左地，后汉时为拓跋鲜卑所居。清，属黑龙江将军布特哈总管（副都统）管辖的游猎地区，为索伦部（后改为布特哈部）狩猎地。民国时期属布西设治局（详见本站莫力达瓦达斡尔族自治旗沿革介绍）。
1951年4月7日，中央人民政府政务院批准，以莫力达瓦旗所属的甘奎、诺敏、多布库尔和喜桂图旗的托扎明4个苏木设置鄂伦春旗，驻小二沟（今诺敏镇），由内蒙古自治区呼纳盟领导。1952年5月31日，经内务部批准，将鄂伦春旗改设为鄂伦春自治旗。1953年4月，隶属内蒙古自治区东部行政公署。1954年5月，改隶呼伦贝尔盟。1959年1月15日，国务院批准，自治旗驻地迁至阿里河镇。1969年7月，随同呼伦贝尔盟划归黑龙江省管辖。1970年4月，划归黑龙江省大兴安岭地区。1979年7月，划归内蒙古自治区管辖，隶属呼伦贝尔盟。2001年，隶属地级呼伦贝尔市。
1996年?，鄂伦春自治旗面积5.98万平方千米，人口31.3万人，其中鄂伦春族0.2万人，鄂温克族0.3万人，达斡尔族0.7万人。辖9镇3乡：阿里河镇、大杨树镇、吉文镇、甘河镇、克一河镇、诺敏镇、库勒奇镇、乌鲁布铁镇、宜里镇、古里乡、讷尔克气乡、托扎敏乡。旗政府驻阿里河镇。
2000年第五次人口普查，鄂伦春自治旗总人口292097人，其中：阿里河镇48911人，大杨树镇85940人，甘河镇36981人，克一河镇22357人，吉文镇19820人，诺敏镇20722人，乌鲁布铁镇18067人，宜里镇24117人，讷尔克气乡4822人，古里乡7843人，托扎敏乡1802人，温库图乡715人。
2005年，全旗辖8个镇、2个乡：阿里河镇、大杨树镇、甘河镇、克一河镇、吉文镇、诺敏镇、乌鲁布铁镇、宜里镇、古里乡、托扎敏乡。
2006年，撤销吉文镇、托扎敏乡，合并设立托扎敏镇；撤销宜里镇，并入大杨树镇；撤销克一河镇，并入甘河镇。调整后，全旗辖6个镇、1个乡：阿里河镇、大杨树镇、甘河镇、托扎敏镇、诺敏镇、乌鲁布铁镇、古里乡。
2006年末，全旗总面积59880平方千米，总人口280308人，其中少数民族32024人。2009年末，全旗总面积59880平方千米，总人口280672人，其中少数民族33050人；鄂伦春族人口2564人，占总人口0.9%。
2011年，撤销托扎敏镇，设立吉文镇、托扎敏乡；将大杨树镇的宜兴社区和奎勒河等21个村划出设立宜里镇；将甘河镇的诺敏山等3个社区和斯木科村划出设立克一河镇。调整后，全旗辖8个镇、2个乡：阿里河镇、大杨树镇、甘河镇、吉文镇、诺敏镇、乌鲁布铁镇、宜里镇、克一河镇、古里乡、托扎敏乡。