据《汉中府志》：“与夔之东乡对，故名西乡。”东汉为成固县地，永元七年（公元95年）于今县南15里建定远城（又名平阳城、平西城）为班超封邑。三国蜀汉于此置南乡县。西晋太康二年（281年）改南乡县为西乡县，属汉中郡。东晋永和三年（347年）后于王水口置晋昌郡及长乐县，即今县东古城，北魏移治于今石泉县。北魏于县西南峡口（今峡口镇）设丰宁戍，正始二年（505年）废西乡县于丰宁戍，另置丰宁县，并兼置丰宁郡。
西魏废帝二年（553年）于今县置洋州、洋川郡、洋川县，于今县西北设怀宁县及怀昌郡。西魏移晋昌郡于今县东古城，并置魏昌郡为郡治。北周武成三年（561年）又移晋昌郡于今石泉县。天和五年（570年）废怀昌郡，更怀宁县为怀昌县。隋开皇三年（583年）废洋川、丰宁郡。大业三年（607年）废洋州，改丰宁县为西乡县，移治于废洋州廨，即今县；并废洋川、怀县二县入。
唐武德元年（618年）复于西乡县设洋州，天宝十五年（756年）洋州移治兴道县（今洋县），大历元年（766年）洋源县自今镇巴县移治于今县南，宝历元年（825年）废洋源县。宋改建西乡县于嵩坪（今城关镇四季河附近），元末移县治于今址，属兴元路。明洪武三年（1370年）属汉中府。1914年属汉中道。1928年直属省。1949年属陕南行署区。1951年属南郑专区。1953年属汉中专区。1969年属汉中地区。1996年属汉中市。
1991年，西乡县东西长94.5千米，南北宽64.5千米，总面积3239.6平方千米。总人口408057人，其中非农业人口34771人。辖8区3镇45乡。
1996年撤区并乡设镇：杨营乡、葛石乡并入城关镇，板桥乡、沙后乡并入堰口镇，杨河坝、黄池、高家池3乡合并设立杨河镇，柳树乡、丰东乡合并设柳树镇，私渡乡、廷水乡合并设私渡镇，白龙塘乡、碾子沟乡、丰宁乡合并设立白龙塘镇，峡口乡、文贯乡合并设立峡口镇，木竹坝乡、茶镇乡合并设立茶镇镇，上高川、下高川、柏林3乡合并设立高川镇，新瓦、柏树垭、黎家庙3乡合并设立两河口镇；桑园、五里坝撤乡设镇；麻柳乡并入左溪乡，楼房乡、龙池乡并入大河乡，骆家坝乡并入钟家沟乡，七星坝乡并入三花石乡，洋溪乡并入马家湾乡；撤销二郎乡、三郎乡建制，析堰口镇之古城村、板桥乡之泾洋村组建古城镇，。
1999？，西乡县面积3240平方千米，共10.48万户、40.38万人，其中农业人口35.2万人。县城面积6平方千米，人口4.8万人。辖14镇11乡：城关镇、杨河镇、柳树镇、沙河镇、桑园镇、私渡镇、白龙塘镇、古城镇、峡口镇、堰口镇、茶镇、高川镇、五里坝镇、两河口镇、马踪滩乡、钟家沟乡、左溪乡、罗镇乡、司上乡、马家湾乡、白勉峡乡、三花石乡、子午乡、大河乡、河西乡。县政府驻城关镇。（350个行政村）
2000年第五次人口普查，西乡县常住总人口345074人，其中：城关镇76334人、扬河镇27378人、柳树镇20953人、沙河镇15407人、私渡镇9921人、桑园镇11838人、白龙塘镇15628人、古城镇17725人、峡口镇13469人、堰口镇24964人、茶镇10559人、高川镇14672人、两河口镇14977人、五里坝镇8159人、马踪滩乡11965人、钟家沟乡8786人、左溪乡4796人、罗镇乡5331人、司上乡4724人、马家湾乡5094人、三花石乡7427人、子午乡3083人、白勉峡乡6119人、大河乡4724人、河西乡1041人。
2001年，撤销马踪滩乡并入沙河镇，撤销大河乡、河西乡合并设立大河镇。调整后，西乡县辖15个镇、8个乡：城关镇、杨河镇、柳树镇、沙河镇、私渡镇、桑园镇、白龙塘镇、古城镇、峡口镇、堰口镇、茶镇镇、高川镇、两河口镇、五里坝镇、大河镇、钟家沟乡、左溪乡、罗镇乡、司上乡、马家湾乡、三花石乡、子午乡、白勉峡乡。
2003年，钟家沟乡更名为骆家坝乡。2008？年，撤销罗镇乡、骆家坝乡，设立罗镇镇、骆家坝镇。调整后，西乡县辖17个镇、6个乡。（267个行政村、10个居委会）
2010年第六次人口普查，西乡县常住总人口341812人，其中：城关镇99867人，杨河镇25668人，柳树镇20126人，沙河镇25100人，私渡镇8111人，桑园镇9605人，白龙塘镇13488人，古城镇15184人，峡口镇12479人，堰口镇23972人，茶镇9639人，高川镇13153人，两河口镇13058人，五里坝镇7918人，大河镇4716人，罗镇4786人，骆家坝镇7892人，左溪乡4297人，司上乡4289人，马家湾乡4436人，三花石乡5896人，子午乡2169人，白勉峡乡5963人。
2011年，撤销古城镇并入堰口镇，撤销左溪乡并入峡口镇，撤销司上乡并入罗镇镇，撤销三花石乡、子午乡合并设立子午镇，撤销马家湾乡、白勉峡乡合并设立白勉峡镇。调整后，西乡县辖18个镇：城关镇、杨河镇、柳树镇、沙河镇、私渡镇、桑园镇、白龙塘镇、峡口镇、堰口镇、茶镇、高川镇、两河口镇、五里坝镇、大河镇、罗镇、骆家坝镇、子午镇、白勉峡镇。
2012年末，西乡县面积3229.0平方千米，户籍人口416386人，常住人口34.2万人。2013年末，西乡县辖18个镇，共有18个社区、260个行政村，县政府驻城关镇。
2015年，撤销城关镇，设立城北街道、城南街道，城北街道办事处驻进站路社区，城南街道办事处驻东渡村；撤销五里坝镇，并入高川镇，镇名高川镇，镇政府驻下高川；撤销罗镇，并入堰口镇，镇名堰口镇，镇政府驻堰口街；子午镇政府驻地由马家庄迁移至段家营村，将白龙塘镇罗家院村划归子午镇管辖；将沙河镇的四合、七一、何家沟3个村划归桑园镇管辖，将沙河镇的枣园村划归城北街道管辖；同时全县撤并67个行政村，村改居18个，保留175个行政村。调整后，西乡县辖2个街道、15个镇。