县因布伦托海（湖）而得名，取意吉祥。乌伦古湖，俗称大海子；又称布伦托海（蒙古语），意为杂乱的灌木丛，湖边草木生长茂盛杂乱，故名。
清代原属科布多参赞大臣管辖。同治六年（1867年）置布伦托海办事大臣，光绪三十二年（1906年）划属阿尔泰办事大臣管辖。民国8年（1919年）置布伦托海县佐，1921年改为县。1942年改称福海县。先后隶属阿山专区、阿勒泰专区，1970年后属阿勒泰地区。
1972年置福海镇。
1997年，福海县辖1个镇、5个乡：福海镇、喀拉玛盖乡、科克阿尕什乡、齐干吉迭乡、解特阿热勒乡、阿尔达乡。
2000年第五次人口普查，福海县常住总人口77830人，其中：福海镇14599人、解特阿热勒乡12900人、阔克阿尕什乡6562人、齐干吉迭乡3871人、喀拉玛盖乡8731人、阿尔达乡2919人、地区一农场2653人、福海监狱2789人、兵团182团5025人、兵团183团5908人、兵团187团盛拟乡5011人、兵团188团5059人、兵团190团1803人。
2003年，福海县总面积33319.38平方千米，总人口70456人，以哈萨克族为主的少数民族约占总人口的51%，辖1个镇、5个乡：福海镇、解特阿热勒乡、科克阿尕什乡、齐干吉迭乡、喀拉玛盖乡、阿尔达乡。县政府驻福海镇。
2010年第六次人口普查，福海县常住总人口81845人，其中：福海镇19913人，解特阿热勒乡10427人，阔克阿尕什乡6815人，齐干吉迭乡3801人，喀拉玛盖乡8848人，阿尔达乡2701人，地区一农场2694人，福海监狱1755人，兵团一八二团5498人，兵团一八三团7010人，兵团一八七团5930人，兵团一八八团6453人。
2013年，自治区政府（新政函[2013]278号）批准同意撤销喀拉玛盖乡，设立喀拉玛盖镇。2014年10月21日，自治区政府（新政函[2014]190号）同意撤销解特阿热勒乡，设立解特阿热勒镇。至此，全县辖3个镇、3个乡：福海镇、喀拉玛盖镇、解特阿热勒镇、阔克阿尕什乡、齐干吉迭乡、阿尔达乡。