石屏地名来源：一说为三国诸葛亮南征，遥望其地疑云如盖，恐有伏兵，秘使人访之，掘得石坪一块，故名石坪；一说为唐天宝十一年（752），本地土著居民掘得石坪一块，聚为居邑，始号石坪邑；另一说以县南石屏山而得名。
西汉属益州郡胜休县。东汉属益州益州郡胜休县。三国蜀汉属益州兴古郡胜休县。西晋属宁州兴古郡胜休县，东晋至南朝梁属宁州梁水郡胜休县。北朝周属南宁州。隋属南宁州总管府昆州。唐武德七年（624）设南宁州都督，辖七州十五县，石屏属黎州；天宝十一年（752），本地土著民族掘地得石坪，聚为居邑，始号石坪邑；乾符六年（879）南诏国时，石屏邑隶属通海都督。
宋大理国时，石屏邑属秀山郡阿僰部。元至元七年（1270），于石坪邑置石平州，设土官，隶属临安路。明洪武十五年（1382），改石坪州为石屏州，属临安府。清初沿明制，石屏州属临安府。康熙元年（1662）于宝秀设把总；清雍正八年（1730）7月，临安府属迤东道；乾隆三十一年（1766）10月，临安府属迤南道；嘉庆十五年（1810）亏容、思陀、落恐、左能、瓦渣五土司归石屏州；光绪十三年（1887）10月，临安府属临安开广道。
民国2年（1913）改石屏州为石屏县，隶属蒙自道；民国18年（1929）裁蒙自道后直属省。民国23年（1934）划石屏、新平、峨山、河西、通海五县部分属地，并设龙武设治局。民国31年（1942），石屏县、龙武设治局属云南第3行政督察区（驻建水县）。民国37年（1948），石屏县属云南第5行政督察区（驻建水县），龙武设治局属第6区（驻新平县）。民国38年（1949）7月，云南省政府奉政务院核准电令将龙武设治局改置龙武县（实际上未执行）。
1950年3月于建水设滇南行署，石屏、龙武两县隶属滇南行署。同年4月迁蒙自专员公署，石屏、龙武两县属蒙自专区。1951年9月，因龙武县人口太少、区域太窄设县条件不够，改设龙武设治局。1952年11月21日，政务院批准：撤销龙武设治区，设立龙武县（1955年12月30日实施）。1953年5月，龙武设治局人民政府驻地由龙武迁至龙朋。1957年11月18日，成立红河哈尼族彝族自治州，原蒙自专区石屏、龙武两县划归红河州。1960年9月13日，国务院全体会议第103次会议通过：撤销龙武县，将原龙武县的行政区域并归石屏县（实际已于1958年11月1日撤并）。
1984年5月，撤销公社、大队，恢复区、乡建制，全县共设11个区、1个镇，辖108个乡、4个区属镇、3个办事处，共978个自然村。1988年，改区为乡（镇），乡改为村公所（办事处），全县共辖4镇、8乡，74个村公所、41个办事处；同年6月，省政府批准石屏县政府驻地城关镇更名异龙镇。1991年5月，全县建立村委会815个、居委会6个。
1996年，石屏县面积3037平方千米，人口约27.6万人，其中彝族占49.1%，汉族占47%。辖4个镇、8个乡：异龙镇、宝秀镇、龙朋镇、坝心镇、大桥乡、陶村乡、冒合乡、亚房子乡、新城乡、龙武乡、哨冲乡、牛街乡。县政府驻异龙镇。
2000年第五次人口普查，石屏县常住总人口277580人，其中：异龙镇25893人，宝秀镇35789人，坝心镇26970人，龙朋镇25374人，陶村乡36445人，冒合乡24405人，新城乡9854人，亚房子乡11334人，大桥乡16414人，龙武乡21154人，哨冲乡17037人，牛街乡26911人。
2000年7月18日，全县村级体制改革试点在龙武乡14个村公所先行。12月8日，石屏村级体制改革结束。改原村公所、办事处为村民委员会，实行村民自治。全县共4镇8乡，115个村民委员会，946个村民小组。
2001年3月20日，省人民政府批准：石屏县陶村、冒合、龙武、哨冲、牛街5乡撤乡建镇。至此，全县辖9个镇、3个乡：异龙镇、宝秀镇、龙朋镇、哨冲镇、牛街镇、坝心镇、龙武镇、陶村镇、冒合镇、亚房子乡、大桥乡、新城乡。
2003年3月29日，省政府（云政复[2003]26号）批准同意石屏县撤销异龙镇、陶村镇、冒合镇，设立异龙镇，镇政府驻原异龙镇政府驻地；撤销宝秀镇、亚房子乡设立宝秀镇，镇政府驻原宝秀镇政府驻地。至此，全县共7镇2乡。
2006年，石屏县总面积3090平方千米，总人口28.99万人。辖7个镇、2个乡：异龙镇、宝秀镇、坝心镇、龙朋镇、龙武镇、哨冲镇、牛街镇、新城乡、大桥乡。共有3个居委会、118个行政村。县政府驻异龙镇。
2010年第六次人口普查，石屏县常住总人口299114人，其中：异龙镇102923人，宝秀镇49575人，坝心镇27303人，龙朋镇26417人，龙武镇21080人，哨冲镇17223人，牛街镇28343人，新城乡10225人，大桥乡16025人。
2014年，宝秀镇、龙朋镇被列为全国重点镇。