西汉置首阳县。西魏大统十七年（551）改为渭源县，以地处渭水之源得名。唐宝应二年（763）为吐蕃占据。宋熙宁五年（1072)筑渭源堡。元至元十三年（1276）升渭源堡为县。1944年析渭源县置会川县，1958年撤销会川县入渭源县，后又撒销渭源县入陇西、临洮县，1961年复置渭源县。
1996年，渭源县面积2056平方千米，人口33万人。辖2镇18乡：清源镇、会川镇、五竹乡、锹峪乡、大安乡、秦祁乡、北寨乡、祁家庙乡、上湾乡、麻家集乡、峡城乡、田家河乡、杨庄乡、黎家湾乡、庆坪乡、蒲川乡、莲峰乡、路园乡、七圣乡、新寨乡。县政府驻清源镇。
2000年第五次人口普查，渭源县常住总人口336982人，其中，清源镇38943人，莲峰镇25951人，会川镇30727人，五竹乡13683人，锹峪乡15311人，蒲川乡18901人，路园乡20504人，七圣乡8744人，北寨乡18868人，大安乡13065人，秦祁乡10211人，新寨乡13982人，黎家湾乡7156人，庆坪乡15275人，祁家庙乡17443人，上湾乡20849人，麻家集乡16318人，峡城乡8551人，田家河乡11176人，杨庄乡11324人。
2008年末，渭源县面积2065.5平方千米。辖8个镇、8个乡：清源镇、莲峰镇、会川镇、五竹镇、路园镇、北寨镇、新寨镇、麻家集镇、锹峪乡、大安乡、秦祁乡、庆坪乡、祁家庙乡、上湾乡、峡城乡、田家河乡。农业人口7.73万户32.59万人。
2010年第六次人口普查，渭源县常住总人口324215人，其中，清源镇50371人，莲峰镇41115人，会川镇41559人，五竹镇13715人，路园镇19027人，北寨镇17436人，新寨镇20377人，麻家集镇15952人，锹峪乡14851人，大安乡10939人，秦祁乡8784人，庆坪乡14188人，祁家庙乡16566人，上湾乡20266人，峡城乡8242人，田家河乡10827人。