古为羌地。汉平帝元始四年冬，王莽在海晏设置西海郡，郡治守今三角城。南北朝至隋朝属吐谷浑政权辖地。唐、五代属吐蕃王国，宋属?厮?。明、清后为蒙古族土默特部属地，1937年设海晏设置局。1943年海晏正式建县，为省直辖县。1949年9月11日海晏解放。1950年6月6日成立海晏行政委员会，属湟源县。1951年6月19日恢复县制，成立海晏县人民政府。1952年改为海晏藏族自治区。1953年12月改海晏县，隶属海北藏族自治州。
1965年，以海晏县的部分地区设立青海省人民委员会驻矿区办事处，为省人民委员会的派出机构。1980年7月改为青海省矿区办事处，为省人民政府的派出机构。矿区办事处行使地区级的行政权力，但不作为一级政府组织，与国营二二一厂“一套机构、两个名称”。1989年，撤销青海省人民政府矿区办事处，其所处地区仍划归海晏县管辖。
面积5000平方千米，人口2.9万人，以汉族为多，有藏、蒙古、回等少数民族，其中藏族占总人口的22.1％，蒙古族占17％。辖1个镇、6个乡（其中2个民族乡）：西海镇、银滩乡、青海湖乡、哈勒景蒙古族乡、托勒蒙古族乡、金滩乡、甘子河乡。县政府驻地三角城（银滩乡境内），距州府驻地西海镇15千米。（根据《政区大典》整理，1996年左右资料）
1999年末，海晏县面积4173平方千米，人口30585人（根据青海省志），辖6个乡（其中2个民族乡，此处不计西海镇）。
2000年第五次人口普查，全县总人口32879人，其中：西海镇8023人、银滩乡3663人、金滩乡6263人、哈勒景蒙古族乡2356人、青海湖乡1419人、托勒蒙古族乡1892人、甘子河乡3637人、三角城未批镇5626人。
2001年3月5日，青海省政府青政函[2001]15号文批复：撤销银滩乡，设立并命名为三角城镇（镇政府驻地设在原银滩乡，2005年10月迁至县城，2008年7月迁至三角城镇海湖路）。调整后，海晏县辖2个镇、5个乡（其中2个民族乡）：三角城镇、西海镇、金滩乡、哈勒景蒙古族乡、青海湖乡、托勒蒙古族乡、甘子河乡。共有1个居委会、26个村（牧）委会。
2006年8月，撤销甘子河乡、托勒蒙古族乡，合并设立达玉蒙古族乡（乡政府驻原甘子河乡驻地）。调整后，全县辖2个镇、4个乡（其中2个民族乡）：三角城镇、西海镇、金滩乡、哈勒景蒙古族乡、青海湖乡、达玉蒙古族乡。
2007年，将达玉蒙古族乡更名为甘子河乡。调整后，全县辖2个镇、4个乡（其中1个民族乡）：三角城镇、西海镇、金滩乡、哈勒景蒙古族乡、青海湖乡、甘子河乡。
2009年末，全县总人口3.49万人，其中少数民族占46.7％。辖2个镇、4个乡，29个行政村、3个居委会，50个社。