隋开皇十九年（599年）置务川县。唐置都濡县，以都濡水为名。宋复置务川县。元至元年间因婺星陨石降此，改务川县为婺川县。1958年因“婺””字生僻改名为务川县，1986年改务川仡佬族苗族自治县。
1996年，务川仡佬族苗族自治县面积2772.8平方千米，人口约36.8万人，辖10个镇、5个乡：都濡镇、丰乐镇、黄都镇、涪洋镇、镇南镇、砚山镇、浞水镇、茅天镇、柏村镇、大坪镇、蕉坝乡、红丝乡、泥高乡、分水乡、石朝乡。县政府驻都濡镇。
2000年第五次人口普查，务川仡佬族苗族自治县总人口386164人，其中：都濡镇63274人，丰乐镇28742人，黄都镇27477人，涪洋镇37251人，镇南镇24221人，砚山镇12992人，浞水镇33225人，茅天镇23444人，柏村镇13559人，大坪镇26434人，泥高乡29198人，分水乡19037人，蕉坝乡22477人，红丝乡12795人，石朝乡12038人。
2003年末，务川仡佬族苗族自治县总人口42.15万人，其中少数民族人口40.3万人；非农业人口2.96万人。辖10个镇、5个乡，119个行政村、3个社区。
2007年末，全县总面积2777平方千米，总人口43.53万人，非农业人口3.35万人。以仡佬族、苗族为主的少数民族占总人口的96.5%。辖10个镇、5个乡，4个居委会、110个行政村。
2010年第六次人口普查，务川仡佬族苗族自治县常住总人口321657人，其中：都濡镇76108人，丰乐镇25006人，黄都镇21930人，涪洋镇24535人，镇南镇17669人，砚山镇8495人，濯水镇25399人，茅天镇18362人，柏村镇9995人，大坪镇20035人，泥高乡23783人，分水乡13734人，蕉坝乡17732人，红丝乡9660人，石朝乡9214人。2010年末，全县常住人口32.19万人。
2011年末，务川仡佬族苗族自治县面积2777平方千米，常住人口31.70万人，户籍人口45.60万人，其中非农业人口3.54万人，少数民族人口43.7万人。辖10个镇、5个乡，4个居委会、109个行政村。