汤原县，以汤旺河得名。汤旺河，史称“土温水”、“屯河”、“桃温水”，谐音为“屯”，清末称“吞河”、“汤旺河”。汤旺，一说满语意为“岛子“，一说满语为“晨光”之意。设治时因地处汤旺河平原，故以“汤原”名县。周属肃慎，汉属靺貊，唐属黑水靺鞨，辽为女真五国部盆奴里地，金属蒲峪路屯河猛安，元初为辽阳行省开元路，中叶以后属水达达路桃温万户府，明属奴儿干都司屯河卫。清代前期，归黑龙江将军辖区呼兰城守尉管辖；中叶以后，改归吉林将军辖区三姓副都统管辖。
1904年8月（清光绪三十年七月），于汤旺河荒段设立汤旺河荒务行局，出放官荒，招户开垦。1905年12月24日（清光绪三十一年十一月二十八日），奉旨于汤旺河设置汤原县。初隶吉林省依兰府，1908年6月（清光绪三十四年五月）改归黑龙江省兴东兵备道管辖。中华民国成立后，1912年6月，裁撤兴东道，直隶黑龙江省。1914年6月，划归绥兰道管辖。1929年2月，撤销道的建制，直属黑龙江省。东北沦陷后，初隶黑龙江省，1934年12月改隶三江省管辖。1939年6月，将格节河、青黑山线以东地区划归新设置的鹤立县管辖。
鹤立县，以鹤立河得名。清末，黑龙江总督、巡抚曾奏请于鹤立冈设置鹤冈县，隶属兴东道。虽拟“即设”，但人口稀少，未能成行。中华民国年间，鹤岗农、商代表联名呈请要求将“汤原之鹤岗镇分区设治”，黑龙江省政府以“库储空乏”，令复“暂从缓议”。东北沦陷后，1939年6月1日，伪满公布，“以三江省汤原县及萝北县区域之一部，设置鹤立县”，伪县公署驻鹤立镇，隶属三江省。
1945年“九三”抗日战争胜利后，【两县】隶属合江省管辖。1945年12月，经合江省政府批准，将鹤立县所属兴山镇划出改设兴山市，由鹤立县领导。1946年4月，兴山市改由合江省管辖。同年9月，复将兴山市改由鹤立县领导。1947年2月，合江省政府于鹤立镇设立第四专员公署，将鹤立县及兴山市同时划归第四专区管辖。同年7月，撤销第四专区，鹤立县改由合江省管辖。1948年初，将【汤原县】舒乐河乡划归依兰县。同年10月1日，合江省政府发布《布告》，经东北行政委员会批准，将汤原、鹤立两县合并为汤原县。
1949年5月，撤销合江省，改隶松江省管辖。1952年10月，将汤原县第五区（南岔）划出，设置伊春县。1954年8月，松、黑两省合并后，隶属合江专区管辖。1957年3月和11月，分两次将峻德、永发、吉祥、振兴4个乡划给鹤岗市。1959年1月，又将裕德乡和鹤立镇划归鹤岗市。1964年5月30日，国务院批准，将鹤岗市所属的鹤立镇和吉祥、裕德、永发、振兴4个公社，以及梧桐河、鹤立河、伏尔基河3个农场划归汤原县管辖。1985年1月1日，正式撤销合江地区，划归佳木斯市领导。
1992年末，汤原县位于黑龙江省东北部，三江平原西部，松花江中游北岸。北抵鹤岗市，东北与萝北县接壤，东、南与桦川县、佳木斯市、依兰县毗连，西邻伊春市。全县总面积4051平方千米。总人口33.1万人，其中非农业人口9.5万人；朝鲜、满、回、蒙古等少数民族人口约占8%。辖5镇、11乡。县政府驻地汤原镇。（以上摘自《黑龙江省志·地名录》，有改动）
2000年第五次人口普查，汤原县总人口228405人，其中：汤原镇42177人，鹤立镇20168人，香兰镇26957人，竹帘镇12996人，正阳乡16436人，胜利乡12826人，黑金河乡5318人，太平川乡8023人，吉祥乡14499人，振兴乡10640人，永发乡7956人，裕德乡9464人，汤旺乡8527人，省鹤立林业局10644人，省香兰监狱6615人，省汤原农场5249人，省梧桐河农场9910人。
汤原县现辖4个镇、6个乡（其中1个民族乡）：香兰镇、鹤立镇、竹帘镇、汤原镇、汤旺朝鲜族乡、胜利乡、吉祥乡、振兴乡、太平川乡、永发乡。