西汉元鼎三年（公元前114年）设眴卷县，属安定郡。东汉永初五年（111）发生羌族起义，迫使安定郡和北地郡内迁，眴卷县成为羌族游牧区，县的建制从此废弃。北魏时期属薄骨律镇。西魏时设鸣沙县。北宋属西夏辖。元改鸣沙县为鸣沙州，属宁夏府路。明洪武二十四年（1391）封朱旃为庆王，鸣沙归王府卫队中护卫屯守。建文元年（1399）设宁夏中卫，中宁地区的张义堡、威武堡以西属中卫，以东属广武营和鸣沙州城。
清雍正二年（1724）废除卫所制度，宁夏中卫改为中卫县，中宁地区属中卫县。乾隆二十四年（1759）于宁安堡设渠宁巡检司，代表中卫县衙管理渠口、宁安一带事务，其辖区略大于今之中宁县。辛亥革命后，县的建置未变，渠宁巡检司撤销。1933年析中卫县东部置中宁县，取中卫、安宁两地之首字命名，驻宁安堡。民国23年（1934年）1月1日正式设县。原为宁夏省直辖，1945年一度属宁夏省第二行政督察专员区（驻中宁县）管辖，不久后该专区撤销，中宁县复归省直管。
1949年9月18日，中宁县人民政府成立，属宁夏省。1954年宁夏省撤销并入甘肃省，置甘肃省银川专区，中宁县属银川专区。1958年宁夏回族自治区成立，中宁县直属自治区。1972年设立银南专区，中宁县归属银南专区管辖。1998年，属地级吴忠市管辖。2003年12月31日，国务院（国函〔2003〕139号）批复同意将吴忠市的中宁县划归中卫市管辖。
1933年中宁建县时，实行区、乡体制，全县分为6个区，38乡。次年，调整为4区、16乡、70保、914甲。1936年改乡为联保。1940年，改联保为乡。1941年撤销区，调整乡的规模，全县辖1镇16乡，57保，891甲。1949年9月，中宁县人民政府成立，实行区、乡、村体制，全县设7个区，36乡，129个村。
1951年，将将第六、七区合并为第六区；原第六区的关帝乡划归第五区；增设3个乡。第一区驻县城，辖城关、洼路、新堡、护城、宋营、东华寺等6个乡；第二区驻舟塔，辖舟塔、上桥、长桥、康滩、白桥等5个乡；第三区，驻恩和堡，辖盖湾、刘庙、恩和、孔台、朱台、长滩等6个乡；第四区，驻鸣沙州，辖薛营、鸣沙、三道渠、朱路、三道湖、周滩、彰恩、要崖山等8个乡；第五区，驻石空堡，辖贺湾、余丁、石空、沙渠、张台、张义、关帝等7个乡；第六区，驻渠口堡，辖枣园、药师寺、铁桶、渠口、沙梁、十里碑、广武等7个乡。
1952年，撤销第二区的长桥、白桥2乡，增设靳崖、马家茨滩2乡；撤销第三区的刘庙、孔台、长滩3个乡，增设上庄、万家沙滩、黄辛3个乡；撤销第四区的薛营、三道渠2乡，增设黄营、白马滩2乡。1953年5月，要崖山乡划归同心县。1955年11月，撤销区，全县调整为城关镇和洼路、新堡、东华、舟塔、白桥、康滩、恩和、朱台、鸣沙、长滩、白马、彭恩、余丁、石空、关帝、枣园、渠口、广武等18乡。
1958年，全县组建为5个公社：东风公社，驻县城，辖8个管理区；星火公社，驻恩和堡，辖5个管理区；上游公社，驻鸣沙州，辖6个管理区；早春公社，驻石空堡，辖7个管理区；跃进公社，驻渠口堡，辖6个管理区。1959年，东风、星火、上游、早春、跃进5公社分别更名为宁安、恩和、鸣沙、石空、渠口公社，各公社所辖的管理区改为生产大队。1960年6月，自治区人民政府决定将渠口公社所辖的铁桶、渠口、沙梁3个大队和渠口林场合并组建为区属渠口林场；撤销渠口公社，所属的枣园大队划归石空公社；十里碑、广武2个大队改为县办广武农场。同年冬，广武农场划归青铜峡市管理。
1961年，将4个公社调整组建为城关、舟塔、康滩、新堡、恩和、鸣沙、白马、长滩、石空、关帝、枣园等12个公社。1965年，组建城关镇。1966年“文化大革命”开始，各公社改为以革命性质的名称命名，后恢复原名。1972年，陈麻井、古城2农场改为陈麻井公社和古城公社，永丰滩农场并入长滩公社。1978年，自治区决定在陈麻井公社的基础上成立区属国营长山头机械化农场，陈麻井公社撤销。
1984年，所有公社改称乡。1985年9月，增设长山头乡。1986年2月，鸣沙、石空2乡改为镇。1987年5月，设置大战场乡和马家梁乡。至此，全县共辖城关、鸣沙、石空3镇和宁安、康滩、舟塔、古城子、新堡、东华、恩和、长滩、白马、枣园、余丁、长山头、大战场、马家梁等14乡。【以上主要根据《宁夏现代政区变迁沿革》（冯茂著，宁夏人民出版社，1998年9月第1版），部分有改动】
2000年第五次人口普查，中宁县常住总人口249270人，其中，城关镇18391人、鸣沙镇15005人、石空镇18537人、宁安乡18877人、舟塔乡15368人、康滩乡15530人、新堡乡19394人、东华乡15875人、恩和乡19147人、长滩乡6543人、白马乡12371人、余丁乡15914人、枣园乡10153人、古城子乡3538人、长山头乡7612人、大战场乡17665人、马家梁乡5527人、长鸣地区2560人、长山头农场5018人、渠口农场6245人。
2002年末，全县总人口26.06万人，其中，农业人口21万人，占全县人口的81.3%；汉族23.64万人，占91.6%。2003年12月，自治区决定将同心县的喊叫水乡划归中宁县管辖。2005年，中宁县面积4084.4平方千米，总人口29.4万人，其中汉族占83％，辖5个镇、5个乡，共134个行政村。
2006年10月27日，宁夏回族自治区人民政府同意将青铜峡水库湿地保护区延伸至中宁县境内的部分及中宁县白马乡新田、跃进两村的80.2平方千米左右的土地划给青铜峡市，撤销原自治区环保局青铜峡库区湿地自然保护区管理局，保护区工作由青铜峡市人民政府担负（12月30日，青铜峡水库湿地自然保护区行政区划调整交接仪式在青铜峡举行）。
2010年第六次人口普查，中宁县常住总人口312921人，其中，宁安镇74330人，鸣沙镇19038人，石空镇25608人，新堡镇22356人，恩和镇19276人，舟塔乡23794人，白马乡7118人，余丁乡12322人，大战场乡49680人，喊叫水乡30913人，徐套乡3915人，长山头农场8732人，渠口农场15839人。