西漢置方渠縣，治今縣東南，屬北地郡，東漢初省。

隋大業初置弘德縣，治今縣西北洪德鄉，或屬弘化郡，或屬慶州。

唐初廢入馬嶺縣，唐神龍三年（707）復置方渠縣，治今環城鎮。

后降縣為鎮，屬慶州。

五代晉天福四年（939）升方渠鎮為通遠縣，屬威州，為州治。

周廣順二年（952）改威州為環州，以馬嶺水（今環江）流繞城西逶迤環抱而得名。

顯德四年（957）又改為通遠軍。

北宋淳化五年（994）復為環州治，元并縣入環州，明降州為縣，屬慶陽府。

1913年后先后屬隴東道、涇原道。

1936年中國工農紅軍進駐環縣，于今縣境先后分建固北、定環、曲子、環縣等蘇維埃政府，改屬陜甘寧省。

河連灣為省蘇維埃政府駐地，后移駐曲子縣，不久省固北、定環2縣入環縣，與曲子縣同屬陜甘寧邊區慶環分區，曲子縣為分區駐地，后改屬隴東分區。

1949年屬慶陽專區，1950年曲子縣并入慶陽縣和環縣，1955年屬平涼專區，1961年仍屬慶陽專區，1969年屬慶陽地區，2002年屬慶陽市。