元为平溪等处蛮夷长官司。明洪武二十三年（1390年）置平溪卫，属湖广都司；万历二十九年（1601年）还隶湖广。清雍正五年（1727年）平溪卫改隶贵州；同年改平溪卫为玉屏县，属思州府。县城位于氵舞阳河南岸。县以氵舞阳河水清似玉，隔河山峰耸立如屏，故名。
民国二年（1913年）属黔东道；十二年（1923年）直属于贵州省；二十四年（1935年）属第九行政督察区；二十五年（1936年）属第六行政督察区；二十六年（1937年）属第一行政督察区；三十年（1941年）将省溪县部分并入；三十二年（1943年）属第六行政督察区。
1950年属铜仁专区。1958年撤销玉屏县，并入铜仁县。1961年恢复玉屏县，1983年改设玉屏侗族自治县。
1996年，玉屏侗族自治县面积515.9平方千米，人口13.4万人。辖4个镇、2个乡：平溪镇、大龙镇、田坪镇、朱家场镇、亚鱼乡、新店乡。县政府驻平溪镇。
2000年第五次人口普查，玉屏侗族自治县总人口126462人，其中：平溪镇38234人，大龙镇26799人，朱家场镇18332人，田坪镇25329人，新店乡10918人，亚鱼乡6850人。
2003年末，玉屏侗族自治县总人口14.16万人，其中非农业人口2.51万人，少数民族人口9.06万人。辖4个镇、2个乡，84个村委会、9个居委会。
2007年末，全县总面积517平方千米，总人口14.13万人，其中非农业人口3.17万人。辖4个镇、2个乡。
2010年第六次人口普查，玉屏侗族自治县常住总人口118525人，其中：平溪镇41903人，大龙镇24120人，朱家场镇14563人，田坪镇22252人，新店乡9433人，亚鱼乡6254人。2010年末，全县常住人口11.86万人。
2011年末，玉屏侗族自治县面积516.6平方千米。常住人口11.75万人；户籍人口152871万人，非农业人口32116人，农业人口120755人。辖4个镇、2个乡，9个居委会、84个行政村。
2015年3月18日，省政府（黔府函[2015]49号）批复同意撤销平溪镇，设置平溪街道、皂角坪街道。以原平溪镇七里塘、舞阳、安坪、马头田、红花、杨柳、平溪7个村和文水、教场坝2个社区为平溪街道行政区域，街道办事处驻舞阳村；以原平溪镇瓮阳、茅坪、皂角坪、野鸡坪、铁家溪、枹木垅、四眼塘7个村和紫气山、北门桥2个社区为皂角坪街道行政区域，街道办事处驻皂角坪村。调整后，全县辖2个街道、3个镇、2个乡：平溪街道、皂角坪街道、大龙镇、朱家场镇、田坪镇、新店乡、亚鱼乡。县政府驻皂角坪街道中山路505号。其中，大龙镇由大龙经济开发区管理。