县因境内突泉得名。清初，突泉一带属蒙古科尔沁部领地。光绪三十三年（1907年）设醴泉镇，隶属洮南府管辖。宣统元年（1909年）于醴泉镇设置醴泉县，隶属奉天行省洮南府。1914年1月因与陕西省醴泉县重名，更名为突泉县，县址改称突泉镇。同年6月，隶属奉天省洮昌道。1929年2月，废止道制，改由辽宁省（奉天省改称）直辖。
东北沦陷后，初隶奉天省，1934年12月划归龙江省管辖。1937年3月改称醴泉县。1943年10月划归兴安总省管辖。1945年抗日战争胜利后，恢复突泉县名称，划归嫩江省管辖。1946年3月划归嫩南行政区，5月复归嫩江省，6月改隶辽吉行政区。1947年1月划归辽北省管辖。
1949年5月（一说1948年10月）划归内蒙古自治区管辖，隶属兴安盟。1953年3月隶属内蒙古自治区东部区行政公署。1954年5月（一说4月）改隶呼伦贝尔盟。1960年1月（一说1959年7月）撤销突泉县，并入科尔沁右翼中旗，旗政府驻突泉镇。1962年10月（一说3月）恢复突泉县。1969年7月划归吉林省管辖，隶属白城地区。1979年7月划归内蒙古自治区管辖，隶属呼伦贝尔盟。1980年10月（一说7月26日），改隶兴安盟。
1997年，突泉县总面积4971.6平方千米，总人口307122人，辖3镇11乡：突泉镇、六户镇、东杜尔基镇、水泉乡、太东乡、九龙乡、永安乡、溪柳乡、太平乡、学田乡、巨力乡、哈拉沁乡、宝石乡、太和乡，188个行政村，876个村民小组。
1999年，撤销永安乡、水泉乡、宝石乡，设立永安镇、水泉镇、宝石镇。
2000年第五次人口普查，突泉县总人口292852人，其中：突泉镇52839人，六户镇20964人，东杜尔基镇23768人，永安镇15900人，水泉镇20439人，宝石镇23534人，溪柳乡15520人，太东乡20690人，学田乡19323人，巨力乡12025人，哈拉沁乡10000人，九龙乡14992人，太平乡22773人，太和乡17117人，牡尔基农场2968人。2000年末，突泉县面积4889.5平方千米，人口302405人，辖6个镇、8个乡，188个行政村，963个村民小组。
2001年，撤销巨力乡，并入六户镇；撤销哈拉沁乡，并入永安镇。区划调整后，突泉县辖6个镇、6个乡：突泉镇、六户镇、东杜尔基镇、永安镇、水泉镇、宝石镇、溪柳乡、太东乡、学田乡、九龙乡、太平乡、太和乡，共有188个行政村，963个村民小组。
2006年，撤销溪柳乡、太平乡，并入突泉镇；撤销太东乡，并入东杜尔基镇；撤销太和乡，并入六户镇；撤销九龙乡，并入水泉镇；撤销学田乡，并入宝石镇。（原6乡撤乡后改办事处）
2006年，突泉县总人口313160人，其中：汉族人口227693人，蒙古族人口57125人，其他满、回、朝等少数民族人口28342人；非农业人口66647人。
2009年，突泉县总面积4889.5平方千米，总人口314601人，其中：汉族人口224289人，蒙古族60168人，其他满、回、朝等少数民族人口30144人。辖突泉、六户、杜尔基、水泉、永安、宝石6个镇，学田、溪柳、太平、太东、太和、九龙6个办事处，盟属国有杜尔基农场驻突泉县，共有188个行政村、19个居委会，464个自然屯。
2011年3月，突泉县按照《兴安盟新设置苏牧乡镇实施方案》要求，在原有6个镇的基础上增设学田、九龙、太平3个乡，撤并6个办事处。【将曙光等21个行政村（即太平办事处）和太本林场划出恢复太平乡，将东杜尔基镇的东方红等15个行政村（即太东办事处）并入突泉镇，将水泉镇的九龙等13个行政村（即九龙办事处）划出恢复九龙乡，将宝石镇的学田等15个行政村（即学田办事处）划出恢复学田乡】