曲沃之名，始于西周初期。古晋国以绛山为宗，绛水（今沸泉）出绛山之南，沸涌而东，折向北经青玉峡，东流白石山，悬而为沃泉（今景明瀑布），九曲而北入于浍，萦回盘旋，西流入汾。取其曲，取其沃，得名曲沃。据《读修曲沃县志》，因古曲沃城为名，古曲沃得名于境有沃水并萦回盘旋，是为曲沃命名之由。
春秋时为晋都绛，故址在今县城西南1千米。公元前745年，晋昭侯封成师（桓叔）于此，号“沃国”，历桓叔、庄伯、武公三世，公元前678年，武公灭晋自代，定都于此。公元前661年晋献公为世子申生筑城，亦名太子城，即今曲沃城。秦因置绛县，东汉建武十一年（35）改绛邑县。北魏太和十一年（487）改曲沃县，自此历代县名均不改。北周建德年间徙治今县城南1千米安吉村。隋开皇十年（590）徙治今县城。
1949年属临汾专区。1954年属晋南专区。1958年11月，由曲沃、新绛、汾城及乡宁县关王庙乡组建侯马市；1963年5月，恢复曲沃县，县政府驻侯马镇。1967年属晋南地区。1970年属临汾地区。1971年8月，析出5个公社设立侯马市，曲沃县与侯马分置，县址迁回新城（今县城）。2000年属地级临汾市。
1996年，曲沃县面积438平方千米，人口约21万人。辖4个镇、7个乡：城关镇、高显镇、史村镇、曲村镇、杨谈乡、里村乡、西常乡、下裴乡、北董乡、苏村乡、安居乡。县政府驻城关镇。
2000年第五次人口普查，曲沃县常住总人口222391人，其中，城关镇33767人，史村镇21585人，曲村镇24380人，高显镇14940人，里村镇18414人，苏村乡17014人，下裴乡14959人，北董乡21366人，西常乡20157人，杨谈乡23643人，安居乡12166人。
2001年区划调整后，曲沃县辖5镇、2乡：乐昌镇、高显镇、史村镇、曲村镇、里村镇、杨淡乡、北董乡。共158个行政村。县政府驻乐昌镇。
2010年第六次人口普查，曲沃县常住总人口237033人，其中，乐昌镇64587人，史村镇41197人，曲村镇25135人，高显镇29825人，里村镇17986人，北董乡37234人，杨谈乡21069人。
2015年末，曲沃县辖5个镇、2个乡（合计7个），6个居委会、158个村委会（合计164个）。