西汉于今县北端古城设富昌县，属西河郡，东汉废，隋复设，唐又废。五代后梁乾化元年（911年）于府谷镇始设府谷县并兼为府州治，以府谷名县。同光年间移治留得人堡（即今址）。据《文献通考》：“唐末置府谷镇，后唐升府谷为县。县从镇名也”。另据《陕西志辑要》：“因境有府谷，故名。”
金初废州、县，金末于境西北升建宁堡设建宁县。蒙古至元六年（1269年）废建宁县复设府谷县，属葭州。清属榆林府。1914年属榆林道。1928年直属省。1949年属榆林分区。1950年属榆林专区。1958年省入神木县，1961年复设。1969年属榆林地区。1999年属榆林市。
1991年，全县总面积3212平方千米，人口17.4万人。辖麻镇、哈镇、永安3个镇和大昌汗庙沟门等20个乡，359个行政村。
1997年，高石崖乡改为高石崖镇，新民乡改为新民镇，孤山河乡改为孤山镇，庙沟门乡改为庙沟门镇，黄甫乡改为黄甫镇，付家墕乡改为付家墕镇。至此，府谷县辖9个镇、14个乡：府谷镇、黄甫镇、付家墕镇、庙沟门镇、新民镇、孤山镇、哈镇、麻镇、高石崖镇、王家墩乡、武家庄乡、碛塄乡、木瓜乡、田家寨乡、三道沟乡、大昌汗乡、赵五家湾乡、老高川乡、大岔乡、清水乡、墙头乡、古城乡、海则庙乡。总面积3229平方千米，总人口约19.8万人，县政府驻府谷镇。
2000年第五次人口普查，府谷县常住总人口224957人，其中：府谷镇54160人、高石崖镇18657人、黄甫镇8413人、麻镇镇5100人、哈镇镇4089人、庙沟门镇8761人、新民镇13865人、孤山镇10298人、付家墕镇5261人、海则庙乡6212人、清水乡8181人、墙头乡4242人、古城乡7998人、大岔乡5140人、赵五家湾乡4883人、三道沟乡7327人、大昌汗乡5871人、老高川乡8975人、田家寨乡7738人、木瓜乡9476人、碛楞乡7480人、武家庄乡6087人、王家墩乡6743人。
2001年，撤销付家墕镇、高石崖镇并入府谷镇，撤销大岔乡并入哈镇镇。调整后，府谷县辖7个镇、13个乡：府谷镇、黄甫镇、麻镇镇、哈镇镇、庙沟门镇、新民镇、孤山镇、海则庙乡、清水乡、墙头乡、古城乡、赵五家湾乡、三道沟乡、大昌汗乡、老高川乡、田家寨乡、木瓜乡、碛楞乡、武家庄乡、王家墩乡。
2003年，府谷县辖府谷镇、麻镇、哈镇、孤山镇、新民镇、庙沟门镇、黄甫镇7个镇和海则庙乡、大昌汗乡、三道沟乡、老高川乡、古城乡、墙头乡、清水乡、老五家湾乡、木瓜乡、碛塄乡、田家寨乡、武家庄乡、王家墩乡13个乡，共有364个村委会、10个社区。
2009年，撤销清水乡、大昌汗乡、古城乡、三道沟乡、老高川乡，设立清水镇（陕民发[2009]64号）、大昌汗镇（2010年1月23日正式撤乡设镇）、古城镇、三道沟镇、老高川镇。调整后，府谷县辖12个镇、8个乡：府谷镇、黄甫镇、麻镇镇、哈镇镇、庙沟门镇、新民镇、孤山镇、清水镇、大昌汗镇、古城镇、三道沟镇、老高川镇、海则庙乡、墙头乡、赵五家湾乡、田家寨乡、木瓜乡、碛楞乡、武家庄乡、王家墩乡。
2010年第六次人口普查，府谷县常住总人口260585人，其中：府谷镇119394人，黄甫镇7356人，麻镇3160人，哈镇5232人，庙沟门镇16149人，新民镇18371人，孤山镇9630人，清水镇5279人，大昌汗镇10466人，古城镇5693人，三道沟镇12137人，老高川镇14909人，海则庙乡4140人，墙头乡2397人，赵五家湾乡2975人，田家寨乡8861人，木瓜乡4063人，碛塄乡4608人，武家庄乡3018人，王家墩乡2747人。
2011年，撤销碛塄乡并入府谷镇，撤销赵五家湾乡并入庙沟门镇，撤销海则庙乡并入清水镇，撤销墙头乡并入黄甫镇，撤销王家墩乡、武家庄乡合并设立武家庄镇，撤销木瓜乡设立木瓜镇，撤销田家寨乡设立田家寨镇。调整后，府谷县辖15个镇：府谷镇、黄甫镇、麻镇、哈镇、庙沟门镇、新民镇、孤山镇、清水镇、古城镇、三道沟镇、大昌汗镇、老高川镇、武家庄镇、木瓜镇、田家寨镇。
2012年末，府谷县面积3201.8平方千米，户籍人口243873人，常住人口26.18万人。2013年末，府谷县辖15个镇，共有10个社区、232个行政村，县政府驻府谷镇。
2015年，撤销麻镇，并入黄甫镇。调整后，府谷县辖14个镇。