宋朝以太祖征河东时首克此县，遂改名平定县。县境春秋属晋，战国属赵。西汉置上艾县，属太原郡。东汉属常山国。晋属乐平郡。北魏太平真君九年（448）废。孝昌元年（525）复置。后改石艾县，仍属乐平郡。隋开皇初属辽州。开皇中又置苇泽县，故治在今城关东北苇泽城。大业中废苇泽县，石艾县改属太原郡。唐武德初复属辽州，后又改属受州。贞观间属并州。天宝元年（742）改石艾县为广阳县，属太原府。大历元年（766）曾于今县境置承天军。
宋建隆元年（960）复置军，后降为承天寨。太平兴国二年（977）置平定军，四年改广阳县为平定县，属平定军。金大定二年（1162）升平定军为平定州，县属之。蒙古至元二年（1265）废县入州，属冀宁路。明属太原府。清雍正二年（1724）升直隶州。民国初年改州为县，属冀宁道，道废后直属省。
抗日战争时期分置平东、平西、平北3县，分属太行区一专署、二专署和冀晋区二专署。抗日战争胜利后，平东、平西2县合并为路南县，平北县改路北县。1947年复为平定县。1949年属榆次专区。1958年并入阳泉市。1961年复置，属晋中专区。1967年属晋中地区。1983年属阳泉市。
1990年末，全县人口319298人，人口密度237人/平方千米。辖7个镇、12个乡，共有7个居委会和323个村委会。
1997年，全县辖8镇11乡：城关镇、东回镇、张庄镇、锁簧镇、南坳镇、冶西镇、巨城镇、娘子关镇、石门口乡、岔口乡、马山乡、潺泉乡、古贝乡、南阳胜乡、槐树铺乡、柏井乡、维社乡、岩会乡、黄统岭乡。县政府驻城关镇。
2000年第五次人口普查，平定县总人口323633人，其中：城关镇56371人，冶西镇15891人，南坳镇20286人，锁簧镇31955人，张庄镇24852人，东回镇13558人，娘子关镇15311人，巨城镇17138人，维社乡18403人，石门口乡17434人，南阳胜乡7682人，古贝乡10684人，柏井乡11228人，马山乡10110人，潺泉乡6618人，槐树铺乡12030人，岩会乡13190人，岔口乡14633人，黄统岭乡6259人。
2001年区划调整后，全县辖8个镇、2个乡：冠山镇、冶西镇、锁簧镇、张庄镇、东回镇、柏井镇、娘子关镇、巨城镇、石门口乡、岔口乡。县政府驻冠山镇。