秦代属北地郡，西汉为安定郡，北魏属灵州鸣沙郡，北周置会州，隋置鸣沙县和丰安县，元设应理州，明永乐年间（1403年）置宁夏中卫，清雍正年间（1724年）改称中卫县（含今沙坡头区、中宁县和青铜峡市部分地区），属宁夏府，海原县属平凉府。1933年中卫县分成中卫、中宁两县。1954年宁夏并入甘肃省，中卫属银川专区。1958年宁夏回族自治区成立后，中卫、中宁先后划归银南地区、吴忠市管辖，海原县先后划归固原地区、固原市管辖。
2000年第五次人口普查，中卫县常住人口320474人，中宁县常住人口249270人，海原县常住人口343960人。
2003年12月31日，《国务院关于同意宁夏回族自治区设立地级中卫市等有关行政区划调整的批复》（国函〔2003〕139号）：一、同意撤销中卫县，设立地级中卫市。市人民政府驻沙坡头区滨河西路。二、中卫市设立沙坡头区，以原中卫县的行政区域为沙坡头区的行政区域。区人民政府驻鼓楼西街。三、中卫市辖从吴忠市划入的中宁县、从固原市划入的海原县和新设立的沙坡头区。
2004年2月6日，《宁夏回族自治区人民政府关于撤销中卫县设立地级中卫市的通知》（宁政发[2004]12号）：撤销中卫县，设立地级中卫市。市人民政府驻原中卫县滨河西路。中卫市辖从吴忠市划入的中宁县、从固原市划入的海原县和原中卫县。2004年4月28日，举行中卫市成立大会。【注：地级中卫市设立后，没有设立沙坡头区一级政权，只在原中卫县辖区设立中卫城区办公室等机构，以“中卫城区”指代沙坡头区。2008年6月11日，自治区人民政府办公厅下发通知，要求即日起统一使用“中卫市沙坡头区”，不再使用“中卫市中卫城区”或其他名称。2012年组建沙坡头区管委会。2016年将正式设立沙坡头区人民政府】
2004年末，全市总人口1022108人。其中非农业人口255210人，占25.0%；农业人口766898人，占75.0%。2005年11月1日，全市总人口1041821人，其中回族人口32.2万人，占总人口的31.5%。全市人口密度为61人/平方千米。
2008年，宁夏回族自治区政府批复同意将海原县的兴仁镇、蒿川乡划归中卫市沙坡头区管辖，将固原市原州区的黑城镇划归海原县管辖；将海原县的徐套乡划归中宁县管辖，将海原县的兴隆乡划归同心县管辖，将固原市原州区的七营镇、甘城乡划归海原县管辖。
2010年第六次人口普查，中卫市常住总人口1080832人，其中，沙坡头区378606人，中宁县312921人，海原县389305人。