南木林，藏语意为“胜利”。作为地名具有“圣地”的含义。相传如来佛的弟子吴健佛曾光临过此地，其弟子巴佛也经常到县境内狩猎，世人习将此称为“圣地”。
南木林，吐蕃时期称“扎西孜”。后被称为“湘巴”（即后藏6个万户司之一）。清朝初设南木林宗。民主改革前，由噶厦政府和班禅堪布会议厅联合管辖。1960年1月25日，在合并西藏噶厦政府的南木林宗、乌郁宗、拉布宗、甲措宗以及后藏班禅堪布会议厅的7个谿卡的基础上，成立了南木林县人民政府。
1987年辖九个区（南木林、甲措、仁堆、拉布普、邬郁、土布加、艾玛、多角），48个乡，267个村。
1988年，撤区并乡后，设立南木林镇和白玛当、甲措、普当、仁堆、达那、热当、索金、芒热、达孜、拉布普、奴玛、土布加、茶尔、孜东、卡孜、多角、秋木18乡，共有150个行政村。县政府驻南木林镇。
1999年，白玛当乡并入南木林镇，孜东乡并入艾玛乡。至此，南木林县辖1个镇、16个乡：南木林镇；达那乡、卡孜乡、多曲乡、秋木乡、土布加乡、查尔乡、索金乡、达孜乡、奴玛乡、热当乡、拉布普乡、甲措乡、芒热乡、普当乡、仁堆乡、艾玛乡。
2000年第五次人口普查，南木林县常住总人口69214人，其中，南木林镇8449人、达那乡2380人、秋木乡2318人、卡孜乡5274人、多角乡4561人、艾玛乡8130人、茶尔乡2336人、土布加乡5190人、奴玛乡2995人、达孜乡3952人、索金乡3426人、芒热乡2881人、拉布普乡1833人、热当乡6823人、甲措乡4474人、普当乡2923人、仁堆乡1269人。
2006年底，全县总人口77194人，其中农牧民74014人，辖1个镇、16个乡，150个行政村。县政府驻南木林镇。2007年末全县户籍总人口79909人。2009年，全县辖1个镇、16个乡，146个行政村。
2010年第六次人口普查，南木林县常住总人口74930人，其中，南木林镇10028人，普当乡3227人，仁堆乡1356人，拉布普乡2061人，多角乡4860人，卡孜乡5473人，土布加乡5607人，艾玛乡9612人，奴玛乡2967人，达孜乡4231人，索金乡3434人，茶尔乡2404人，秋木乡2302人，达那乡2448人，芒热乡2956人，热当乡7310人，甲措乡4654人。