涇源建縣始于北宋乾德二年（公元964年），時名安化縣，自華亭縣析置。
此后，縣名及隸屬關系曾多次變更。
1950年9月，以其為涇河發源地而改今名。
春秋時為烏氏戎居地，戰國、秦朝時屬北地郡烏氏縣。
漢承秦制，武帝時屬安定郡烏氏縣。
西晉時屬雍州安定郡都盧縣，東晉屬雍州隴東郡涇陽縣。
隋時以涇河南北分屬安定郡華亭縣。
宋設安化縣，屬渭州（今平涼）。
金大定七年（1167年），改安化縣為化平縣，屬平涼府。
元初廢化平縣，并歸華亭縣，屬陜西行中書省平涼府。
明屬陜西布政使司平涼府。
清初襲明制，同治十年（1871年）劃平涼、固原、華亭、隆德四州縣地，置化平川直隸廳，屬平慶涇固化道。
1913年，改化平直隸廳為化平縣，恢復了900多年前的縣名，屬甘肅省涇源道，后歸隴東專區。
中華人民共和國建立后，甘肅省于1950年改化平縣為涇源縣，屬平涼專區。
1953年推行民族區域自治政策，改為涇源回族自治區。
1955年5月，又改稱涇源回族自治縣。
1958年寧夏回族自治區成立，涇源劃歸寧夏，歸屬固原專區，更名為涇源縣。
1970年固原專區改為固原地區，涇源縣屬固原地區。
現屬固原市。
清末，設化平川直隸廳時，下轄化臨（今香水鎮、園子鄉）、香水（今惠臺鄉、黃花鄉）、圣諭（今興盛鄉）、白面（今白面鎮、東峽鄉）4里66村。
1913年，改化平川直隸廳為化平縣時，仍設4里。
1914年改設東、西、南、北、中5個區。
1920年又恢復為4里。
1927年，改原4里為4個區，名稱不變。
1936年改設原4區為1鎮（化臨鎮）3鄉（香水、涇源、白面）。
之后，又改為黃花、涇北、涇南3個區。
1939年3個區合并為2個區，原化臨里、香水里地區合并為第一區，原圣諭里、白面里地區合并為第二區。
1941年，改2區為面泉（今香水鎮）、崇義（今黃花鄉）、惠家（今惠臺鄉）、圣諭（今興盛鄉）、白面（今白面鎮）、涇源（今東峽鄉）等6個鄉。
1942年，又將6鄉改為白泉、涇南2鎮和涇北、黃花2鄉，共轄27保、254甲。
1949年8月，涇源縣解放。
全縣設為涇南、涇北、白泉、黃花4個區，下轄16個鄉。
1950年5月，撤銷白泉區，所轄鄉劃歸涇北、黃花2區。
1955年冬，3個區撤銷，并撤銷了雙營、金家、紅峽、西峽4個鄉。
1957年，華亭縣山寨區的新民、石嘴2鄉劃歸涇源縣。
此時，全縣轄新民、澇池、興盛、城關、沙塘、石嘴、白面、園子、黃花、惠臺、東峽、河北、橋關、紅土等14個鄉。