东汉末年置睷河县，属上党郡。晋改睷阳县，属乐平郡。北魏太平真君九年（448）并入乡县。孝昌二年（526）复置，改辽阳县，仍属乐平郡。北齐废。隋开皇十年（590）于今城关东15千米故县村置辽山县，属太原郡。十六年于今城关东南35千米下交漳村别置交漳县，与辽山县俱属辽州，大业初年交漳县废入辽山县。
唐武德六年（623）辽州治自今昔阳县境徙此，八年改箕州，先天元年（712）改乐平郡，乾元元年（758）改仪州，中和三年（883）复为辽州，寻又称仪州。五代梁开平三年（909）改辽州，县均属之。宋熙宁七年（1074）废州，县改属平定军。元丰八年（1085）复置辽州，县属之，州、县同治。金天会六年（1128）改南辽州，天德三年（1151）复为辽州。元隶冀宁路。
明洪武初年辽山县废入辽州，九年（1376）升直隶州。1912年改州为县，属冀宁道，道废后直属省。1941年析置辽西县，属太行区三专署。1942年为纪念壮烈殉国的八路军副总参谋长左权将军，改辽县为左权县。1945年辽西县并入左权县，属太行区二专署。1949年属榆次专区。1958年并入和顺县。次年复置，属晋中专区。1970年属晋中地区。1999年属晋中市。
1955年，左权县的垴则沟乡划归武乡县。1971年，将武乡县的墨镫公社划归左权县。1972年，左权县的墨镫公社重归武乡县。
1996年，左权县面积2028平方千米，人口约16万人。辖5个镇、10个乡：城关镇、桐峪镇、麻田镇、芹泉镇、拐儿镇、石港口乡、石匣乡、川口乡、柳林乡、河南乡、堡则乡、泽城乡、粟城乡、羊角乡、下庄乡。县政府驻城关镇。（378个村委会、1个居委会）
2000年第五次人口普查，左权县常住总人口156203人，其中，城关镇35638人，桐峪镇11043人，麻田镇14080人，芹泉镇7985人，拐儿镇13268人，石港口乡12479人，川口乡3970人，石匣乡6916人，柳林乡2664人，河南乡8207人，堡则乡8956人，泽城乡7952人，粟城乡7399人，羊角乡7809人，下庄乡7837人。
2001年初，撤销河南乡、泽城乡、下庄乡、川口乡、柳林乡；河南乡12个村并入城关镇，更名为辽阳镇；泽城乡并入麻田镇；下庄乡与芹泉镇16个村合并设立新的芹泉镇，芹泉镇5个村划入粟城乡；川口乡、柳林乡11个村并入石匣乡；堡则乡、柳林乡8个村、河南乡8个村合并设立龙泉乡；石港口乡更名为寒王乡；调整后，左权县辖5个镇、5个乡。县政府驻辽阳镇。
2010年第六次人口普查，左权县常住总人口161314人，其中，城区街道管理委员会47403人，辽阳镇18638人，桐峪镇9423人，麻田镇18168人，芹泉镇12599人，拐儿镇9675人，寒王乡12729人，石匣乡10881人，龙泉乡7476人，粟城乡8818人，羊角乡5504人。
2014年末，全县常住人口164565人。2015年末，左权县辖5个镇、5个乡（合计10个），8个居委会、203个村委会（合计211个）。