戰國時期，今卓資縣地區屬趙國。

秦朝時期，東屬雁門郡、西屬云中郡。

秦末漢初，為匈奴統轄區內。

西漢高帝十年（前197年），今縣境西部屬云中郡，東部屬雁門郡。

高帝十一年（前196年），新置定襄郡所轄的武皋縣，治所約在今卓資縣的西北部，今縣的大部分地區屬定襄郡轄區，東部部分地區仍屬雁門郡。

東漢時期，今縣南部地區屬云中郡，北部及西北部為鮮卑轄區。

魏青龍四年至景元三年（236年—262年），今縣境為鮮卑所據。

西晉時期，今縣屬拓跋鮮卑統轄區。

東晉十六國時期，今縣境基本屬代政權轄地。

北魏太和二十一年（497年），今縣境南部為恒州涼城郡轄地，北部及西北部為武川鎮鎮戍地。

隋大業元年（605年），改云州總管府為定襄郡（治所今和林格爾縣土城子），轄境包括今卓資縣地區。

唐朝時期，今縣境屬關內道單于大都護府。

中唐以后，屬振武軍節度使。

五代十國時期，卓資縣先屬后唐天德軍，后屬契丹應天軍。

遼天慶元年（1111年），今縣境南部屬大同府德州宣德縣（治所今涼城縣），北部及西北部地區屬豐州轄區。

金大定二十九年（1189年），今縣境屬大同府宣寧（治所今涼城縣）北部地。

元朝時期，今縣境分屬中書省大同路平地縣（今察哈爾右翼前旗境）西、宣寧縣（今涼城縣）北、豐州（今呼和浩特市賽罕區）東。

明洪武八年（1375年），今縣境屬官山衛（今察哈爾右翼中旗南與卓資縣北境交界地）。

萬歷十年（1582年），今縣境屬蒙古土默特部轄地。

清康熙十四年（1675年），編屬察哈爾右翼正紅旗、鑲紅旗、鑲藍旗轄地。

乾隆十五年（1750年）后，實行“蒙漢分治”“旗廳并存”，蒙民分屬察哈爾右翼正紅旗、鑲紅旗、鑲藍旗，隸屬察哈爾都統衙門；漢民屬寧遠廳、豐鎮廳、陶林廳，隸屬山西歸綏道道臺衙門。

民國三十四年（1945年）10月，賀龍率軍占領卓資山。

同年12月28日，綏蒙政府決定，“因該地踞有龍山之險，劃定卓資山地區命名為龍勝縣以便于行政管理”。

以卓資山為中心，析原涼城縣五區、集寧縣四區、陶涼縣四區、歸涼縣北四區合并為卓資縣的行政區域。

民國三十五年（1946年）9月，國民黨占領卓資山，縣廢復舊制。

民國三十七年（1948年）9月，賀龍率中國人民解放軍收復卓資山。

綏蒙政府決定恢復龍勝縣建制。

縣境內八蘇木印山灣是察哈爾右翼正紅旗政府駐地（1950年1月遷駐集寧）；同時察哈爾右翼鑲紅旗駐卓資山鎮東街；察哈爾右翼鑲藍旗政府駐卓資山新民街。

1950年12月，察哈爾右翼鑲藍、鑲紅兩旗合并為綏東鑲藍鑲紅聯合旗政府仍駐卓資山鎮新民街。

1952年，因龍勝縣與廣西屬縣重名，經中央人民政府內務部批準，更名為卓資縣，隸屬集寧專員公署。

1954年3月5日，經國務院批準撤銷陶林縣和綏東四旗中心旗、鑲藍鑲紅聯合旗，設立察哈爾右翼前旗、中旗、后旗。

在按照3月19日“內蒙古自治區人民政府《關于結束綏東旗縣并存劃界方案》的命令”調整區劃時，將卓資縣北部的金盆、轉經召、三道溝3個鄉及東勝鄉的一半地區劃歸察哈爾右翼中旗；將卓資縣的八音溝、大卜溝2個鄉及金城洼鄉的大部分自然村劃歸察哈爾右翼前旗。

同時，將原綏東中心旗（正紅旗）第三區的二家坎、布聯營、南房子、此老文克齊4個鄉，第二區印堂子鄉和原鑲藍鑲紅聯合旗第三區的阿貴溝、河子2個鄉以及十一蘇木的大部地區劃入卓資縣，解決了“旗縣分治”的問題。

同時，卓資縣劃歸內蒙古自治區平地泉行政區人民政府管轄。

1956年4月5日，將察哈爾右翼中旗的前進、勇士2個鄉劃入卓資縣。

1958年4月2日，卓資縣劃歸烏蘭察布盟（今烏蘭察布市）管轄。

同年5月20日，在撤銷武東縣時，將紅召、東河子、上高臺、旗下營等4個鄉劃入卓資縣。