阿图什，系维吾尔语，原名“阿勒图什”，是一种树，系桧树，又称园柏、桧柏。据《突厥语大词典》记载：“喀什噶尔名叫阿勒图什的两个村，周围山上长满阿勒图什树，树叶似针或鱼刺型，树冠呈园型，不选择土质，成活率很高，生长期长达几百年。木质坚硬。”清代称阿斯图阿尔图什，以后演变为阿图什。
汉朝以前，市境属疏勒国。汉宣帝神爵二年（公元前60年），正式归入汉朝版图。魏晋时，阿图什辖于西域长史府，隋开皇三年（公元583年），阿图什属西突厥。唐贞观二十三年（649年），隶属于安西都护府之疏勒都督府。唐开成五年（840年），回鹘等部建立喀喇汗王朝，阿图什是其领地。蒙古汗国时，阿图什属察合台汗领地。元明之际，阿图什属东察合台汗国。明代叶尔羌汗国建立，阿图什是其领域之一。
清乾隆二十四年（1759年），清政府平定大小和卓之乱后，阿图什受喀什噶尔办事大臣管辖，阿图什庄设阿奇木伯克，管理地方事务。光绪十年（1884年），阿图什辖于新疆省。光绪二十八年（1902年）置伽师县，属疏勒府辖，阿图什为伽师县四庄之一，称阿斯图什。阿斯图什又名大阿图什。民国27年（1938年）9月，阿图什设治局成立。将原属伽师县的大阿图什庄和原疏附县的小阿图什庄划归其管辖；民国32年（1943年）1月，阿图什设治局升格为丙级县，隶属喀什行政长公署。
1950年3月成立阿图什县人民政府，隶属喀什专员公署；1954年7月14日，克孜勒苏柯尔克孜自治州成立，阿图什县划归其管辖，并被定为自治州首府；1986年6月，国务院批准撤销阿图什县，成立阿图什市。
1997年，阿图什市面积1.5万平方千米，人口18.4万，辖2个街道、7个乡：幸福街道、光明街道、松他克乡、阿扎克乡、阿湖乡、上阿图什乡、格达良乡、吐古买提乡、哈拉峻乡。
2000年第五次人口普查，阿图什市常住总人口200345人，其中：幸福街道17613人、光明街道24152人、松他克乡30563人、阿扎克乡33966人、阿湖乡14448人、上阿图什乡41028人、格达良乡14183人、哈拉峻乡12764人、吐古买提乡7250人、经济羊场1328人、兵团红旗一场3050人。
2003年，全市总面积15697.78平方千米，总人口204932人。辖2个街道、7个乡：幸福路街道、光明路街道、松他克乡、阿扎克乡、阿湖乡、上阿图什乡、格达良乡、哈拉峻乡、吐古买提乡。市政府驻市区帕米尔路。
2010年第六次人口普查，阿图什市常住总人口240368人，其中：幸福路街道21786人，光明路街道36316人，松他克乡36849人，阿扎克乡38574人，阿湖乡16189人，上阿图什乡45847人，格达良乡16248人，哈拉峻乡15931人，吐古买提乡9009人，兵团农三师红旗农场3619人。