云县因彩云为名。一说县在云岭之南，故名。西汉为古哀牢国地。东汉至三国蜀汉属益州永昌郡。西晋属宁州永昌郡。东晋至南朝梁属宁州。北朝周至隋属濮部。唐南诏国属永昌节度。宋大理国为庆甸，属永昌府。元天历元年（1328）置宝通州，属顺宁府。
明洪武十五年（1381）宝通州省入顺宁州；后为麓川平缅宣慰司兼并，永乐元年（1403）置大侯长官司，直属云南都司；宣德三年（1428）改置大侯御夷州，直属布政司；万历二十五年（1597）降为云州，改属顺宁府。清初沿明制，云州属顺宁府。雍正八年（1730）设迤西道，顺宁府属之。
民国2年（1913）7月19日，改云州为云县，迤西道改为滇西道，云县属滇西道。民国3年（1914），滇西道更名为腾越道，云县属之。民国18年（1929）废道，直属云南省。民国31年（1942），云县属云南省第五行政督察区（驻顺宁县）。民国37年（1948）属云南省第九行政督察区（驻缅宁县）。
1950年2月16日，云县人民政府建立，属大理专区，县治云城镇。1956年11月16日，国务院全体会议第40次会议决定：撤销大理专区，设置大理白族自治州。原由大理专区代管的云县改由临沧专区管辖（1956年6月30日，云南省委批准，8月1日正式由临沧专区领导）。1959年2月，云县与凤庆县合并为云凤县；10月分设，恢复原建制。
1970年，临沧专区改为临沧地区，云县属临沧地区。1991年12月5日，民政部【民行批81号】批复：鉴于云县彝族人口比例比较低，不宜设立云州彝族自治县，仍保留云县建制。2003年12月，临沧撤地设市，云县属地级临沧市。
1996年，云县面积3760平方千米，人口约38.8万人。辖3个镇、11个乡：爱华镇、漫湾镇、大朝山西镇、茂兰彝族布朗族乡、忙怀彝族布朗族乡、后箐彝族乡、栗树彝族傣族乡、涌宝彝族乡、糯洒彝族傣族乡、茶房乡、大寨乡、晓街乡、头道水乡、幸福彝族拉祜族傣族乡。县政府驻爱华镇。
2000年第五次人口普查，云县常住总人口416507人，其中：爱华镇69737人，漫湾镇22334人，大朝山西镇20436人，茂兰乡38504人，忙怀乡19146人，晓街乡37624人，茶房乡34172人，大寨乡33395人，涌宝乡31415人，栗树乡21514人，后箐乡20614人，糯洒乡9859人，幸福乡42305人，头道水乡15452人。
2002年，茂兰彝族布朗族乡撤乡设镇（省政府2002年3月20日批准）；涌宝彝族乡、幸福彝族拉祜族傣族乡、大寨乡撤乡设镇（省政府2002年3月29日批准）。2005年，撤销头道水乡，其行政区域并入爱华镇，爱华镇政府驻地不变；撤销糯洒彝族傣族乡，其行政区域并入涌宝镇，涌宝镇政府驻地不变（省政府2005年8月16日批准）。
2006年，云县总面积3760平方千米。总人口43.95万人。辖7个镇、5个乡（其中3个民族乡）：爱华镇、漫湾镇、大朝山西镇、涌宝镇、茂兰镇、幸福镇、大寨镇、忙怀彝族布朗族乡、晓街乡、茶房乡、栗树彝族傣族乡、后箐彝族乡。共有2个居委会、190个行政村。县政府驻爱华镇。
2010年第六次人口普查，云县常住总人口449460人，其中：爱华镇106054人，漫湾镇23617人，大朝山西镇17533人，涌宝镇42436人，茂兰镇43925人，幸福镇47479人，大寨镇35767人，忙怀乡17665人，晓街乡39505人，茶房乡34844人，栗树乡21583人，后箐乡19052人。