县因“富庶太平”而得名。公元前7世纪末，周平王移都洛邑，将迤山（今县境西南瓦窑头原畔一带）划辖秦国。秦厉共公二十一年（公元前456）始在频山以南设置频阳县治（故址在今美原镇古城村一带）。秦统一全国后，频阳县属内史。西汉高帝时频阳县属河上郡；另于县境南部设置怀德县（故址在今城关镇怀阳城附近），两县均属内史。景帝时两县同属左内史。武帝时两县归属左辅。新莽时两县属列尉大夫。东汉并怀德县入频阳县，属左冯翊。西晋富平县治自彭原界（今甘肃省庆阳地区西南）徙于怀德故城，与频阳县并存。前秦在频阳县境内设置土门护军（故址今薛镇镇土木坊）。
北魏太平真君八年（447），撤土门护军，将其辖地并入同官县（今铜川市），迁北地郡至泥阳县所属通川（今流曲镇）；又并泥阳县于富平县。景明元年（500）废频阳县并析同官县之一部于旧址置土门县（今薛镇镇），隶北地郡。西魏大统五年（539）徙富平县治于石川河北岸（今城关乡古城村一带）。废帝三年（554）改北地郡为通川郡，以富平县属宜州（今耀县）。北周闵帝元年（557）于富平县中华原置中华郡（故址今城关乡石佛原一带），富平县属中华郡。建德四年（575）废中华郡，富平县改属左冯翊。隋开皇三年（583）富平县改属京兆郡。大业二年（606）土门县废入华原县（今铜川市耀州区），属京兆郡。义宁二年（618）复设土门县，属宜君郡。
唐武德元年（618）置富平道，归骠骑车骑统辖；旋改富平道为玄武军。贞观十七年（643）废土门县。咸亨二年（671）析富平、华原、蒲城各一部于土门故址东北侧置美原县（今美原镇）。天授元年（690）美原县隶于宜州。大足元年（701）美原县改属雍州。开元年间（712—741）徙富平县治于义亭城（今城关镇旧县村一带），属京兆府。贞元四年（788）定富平县为赤县（即由京城直接治理的县），旋升县为州。天佑二年（905）于美原县置鼎州，隶属耀州（二州不同级）。五代后梁恢复美原县，仍属耀州；贞明元年（915）改鼎州为裕州，隶属崇州。后唐复以富平县改属耀州，美原县初属同州，继属耀州。
北宋元佑三年（1088），二县同属永兴路京兆府耀州。金天会九年（1131）金人以富平、美原二县赐齐（金人立刘豫为齐帝，建都大名）。天眷元年（1138）两县同归南宋。天眷三年（1140）复由宋入金。皇统二年（1142）省富平县入美原县，隶属耀州。蒙古军南下后，析美原县南部地于义亭城复置富平县，同属耀州。至元元年（1264）省美原县入富平县成今境。至正二十八年（1368年）徙县治于窑桥寨（今城关镇莲湖），属西安府。明、清属西安府。
民国初（1914），废府州厅制，富平县属陕西省关中道。1928年直属省。1934年属陕西省第十行政督察区（专署驻咸阳），1948年改属第三行政督察区（专署驻耀县）。1949年5月4日富平解放。县人民政府成立后，归属三原分区。1950年5月属咸阳专区。1953年1月改属渭南专区。1956年10月直属陕西省管辖。1958年12月，富平县并入铜川市。1961年8月从铜川市划出恢复富平县制，复属渭南专区。1969年后属渭南地区。1970年5月13日，富平县治从老城区迁至新城区（窦村）人民路北端。1994年末属渭南市。
1949年5月解放后，全县设13区96乡2市。1950年4月调整为10区97乡两个街。1956年全县设4区30乡，辖266个高级农业生产合作社。1958年，富平县并入铜川市，铜川市在原富平县境内设5个公社36个管区。
1961年9月恢复富平县后，全县设5个区，25个公社，326个生产大队，1816个生产队。1975年撤销区级建制。1982年全县设2个镇、30个公社，329个生产大队，2064个生产队。1984年政社分设，撤销公社、大队、生产队，实行乡（镇）、村建制。