巴楚，是巴尔楚克的简称。《西域图志》作巴尔楚克，《西陲要略》作巴里楚克。据《西域同文志》释：“巴尔楚克，全有也。地饶水草，故名。”维吾尔语称作玛热勒巴什，旧有玛喇巴什、毛拉巴什等不同译名，意为鹿首。
汉为西域尉头国地，三国、北魏时属龟兹，隋时属疏勒。唐代为安西都护府下属的尉头州。元代属别失八里行尚书省，明代属东察合台汗国，后属准噶尔。清乾隆年间设军台，称巴尔楚克台，为叶尔羌到阿克苏十六军台之一。乾隆二十六年（1761年）设叶尔羌办事大臣，巴楚归叶尔羌管辖，是阿克苏与叶尔羌、喀什噶尔间的军事、交通重镇。道光十二年（1832年）筑玛拉巴什城（今阿克萨克玛热勒乡境内）。
光绪三年冬（1877年）清军刘锦棠率部平定阿古柏之乱，驻扎在巴尔楚克。光绪九年（1883年）置玛喇巴什直隶厅，属喀什噶尔道。光绪二十九年（1903年）直隶厅改设为州，称巴楚州，隶莎车府，下辖八大庄。1913年改设巴楚县，属喀什噶尔道，1929年属喀什行政区。1943年属喀什督察专区。1949年后，先后属喀什专区、南疆行政区。1956年复改喀什专区，1978年后属喀什地区。
1999年，巴楚县辖4镇、8乡：巴楚镇、阿瓦提镇、色力布亚镇、三岔口镇、英吾斯塘乡、琼库尔恰克乡、阿克萨克马热勒乡、夏马勒乡、多来提巴格乡、阿拉格尔乡、阿纳库勒乡、恰尔巴格乡。年末总人口242166人，其中少数民族228824人，农村人口191325人。
2000年第五次人口普查，巴楚县常住总人口375883人，其中：巴楚镇33622人、色力布亚镇32052人、阿瓦提镇19003人、三岔口镇1113人、恰尔巴格乡21531人、多来提巴格乡23403人、阿纳库勒乡17425人、夏马勒乡8280人、阿克萨克马热勒乡23561人、阿拉格尔乡22922人、琼库尔恰克乡32109人、英吾斯塘乡19922人、喀拉拜勒虚拟镇9498人、永安坝虚拟镇946人、夏和林场131人、克拉克勤劳改农场2508人、兵团44团8197人、兵团48团7293人、兵团49团11463人、兵团50团16296人、兵团51团32445人、兵团52团14219人、兵团53团17944人。
2003年，巴楚县总面积18490.59平方千米，总人口388247人。辖4镇8乡：巴楚镇、色力布亚镇、阿瓦提镇、三岔口镇、恰尔巴格乡、多来提巴格乡、阿纳库勒乡、夏马勒乡、阿克萨克马热勒乡、阿拉格尔乡、琼库尔恰克乡、英吾斯塘乡。县政府驻巴楚镇。
2010年第六次人口普查，巴楚县常住总人口336274人，其中：巴楚镇47704人，色力布亚镇44642人，阿瓦提镇22232人，三岔口镇737人，恰尔巴格乡27816人，多来提巴格乡28158人，阿纳库勒乡26408人，夏马勒乡10174人，阿克萨克玛热勒乡30858人，阿拉根乡29412人，琼库恰克乡37197人，英吾斯坦乡24480人，兵团四十八团6456人。