据《元和郡县志》：永寿县“因（永寿）原而名。”西魏大统十四年（548）在今县北境广寿原置广寿县，北周大象元年（579）县治迁今永寿村，更名永寿县，属新平郡。隋开皇三年（583年）废永寿县入新平县；十七年在县南设上宜县（今县西南店头镇好畤河）。唐武德二年（619年）析新平地于麻亭（今旧县城）复置永寿县，属豳州；贞观八年（634年）省上宜县入岐阳县，二十一年移好畤县于废上宜县，属雍州。
北宋政和八年（1118年）并属醴州。金代好畤县属乾州，永寿县属邠州。蒙古至元五年（1268年）废好畤县入奉天县，划永寿县属乾州。明、清因之。1914年属关中道。1928年直属省。1930年县治由麻亭迁监军镇。1949年属邠县分区。1950年属宝鸡专区。1956年直属省。1958年永寿县并入乾县，1961年复置，属咸阳专区。1968年属咸阳地区。1983年属咸阳市。
1996年，永寿县面积889平方千米，人口17.6万人。辖3个镇、14个乡：监军镇、店头镇、常宁镇、仪井乡、甘井乡、御驾宫乡、渡马乡、马坊乡、窦家乡、上邑乡、渠子乡、永平乡、底角沟乡、平遥乡、永太乡、郭村乡、蒿店乡。县政府驻监军镇。
1997年，仪井乡改为仪井镇，马坊乡改为马坊镇，窦家乡改为窦家镇，甘井乡改为甘井镇。调整后，永寿县辖7个镇、10个乡。
2000年第五次人口普查，永寿县常住总人口187446人，其中：监军镇44268人，店头镇18556人，常宁镇16834人，仪井镇13489人，甘井镇16475人，马坊镇12799人，窦家镇9390人，蒿店乡6123人，御家官乡9584人，渡马乡6417人，上邑乡11362人，渠子乡9667人，永太乡3196人，郭村乡3901人，永平乡2676人，平遥乡1362人，底角沟乡1347人。
2001年，撤销蒿店乡并入监军镇，撤销底角沟乡、平遥乡并入永平乡，撤销郭村乡并入永太乡。调整后，永寿县辖7个镇、6个乡：监军镇、店头镇、常宁镇、仪井镇、甘井镇、马坊镇、窦家镇、御驾宫乡、渡马乡、上邑乡、渠子乡、永太乡、永平乡。
2006年，永寿县总面积886平方千米，总人口19.51万人。辖永太、渠子、上邑、永平、御驾宫、渡马6乡，监军、店头、常宁、仪井、马坊、窦家、甘井7镇，251个行政村、3个社区。
2010年第六次人口普查，永寿县常住总人口184642人，其中：监军镇58956人，店头镇16214人，常宁镇16657人，仪井镇12502人，甘井镇15539人，马坊镇12379人，窦家镇8879人，御驾宫乡8637人，渡马乡5056人，上邑乡11157人，渠子乡8243人，永太乡5728人，永平乡4695人。
2011年，撤销渡马乡、御驾宫乡合并设立御驾宫镇，撤销上邑乡并入常宁镇，撤销渠子乡设立渠子镇，撤销永太乡设立永太镇，撤销永平乡设立永平镇。调整后，永寿县辖11个镇：监军镇、店头镇、常宁镇、仪井镇、甘井镇、马坊镇、窦家镇、渠子镇、御驾宫镇、永太镇、永平镇。
2012年末，永寿县面积887.9平方千米，户籍人口208446人，常住人口18.58万人。2013年末，永寿县辖11个镇，共有5个社区、249个行政村，县政府驻监军镇。
2015年，撤销监军镇，设立监军街道；撤销永太镇，并入渠子镇；撤销仪井镇，并入店头镇；撤销御驾宫镇，并入马坊镇；撤销窦家镇，并入常宁镇。调整后，永寿县辖1个街道、6个镇：监军街道、店头镇、常宁镇、甘井镇、马坊镇、渠子镇、永平镇。