天祝县境，夏商周时属雍州，为戎、羌驻牧之地。

秦朝，为月氏地。

汉初，被匈奴所据;汉武帝时建河西四郡，至西晋时分属武威郡和金城郡;东晋十六国时分属武威、昌松、广武3郡。

隋代，为凉州武威郡所辖。

唐朝，属陇右道凉州武威郡。

五代时，属凉州，由吐蕃折逋氏家族统治。

北宋，属西凉府;公元1036年后为西夏属地。

元代，设永昌路，分属西凉州和庄浪县。

明朝，设陕西行都司，先后属庄浪卫、凉州卫和古浪守御千户所。

清代，属凉州府，由武威、平番、古浪3县辖之;乾隆十八年(1753)设庄浪茶马理番同知，管辖3县所属的今天祝藏族部落。

民国，初属甘凉道，由平番县辖;民国三年(1914)裁庄浪茶马同知，设庄浪茶马厅理番委员，由平番县长兼任;民国十六年(1927)改平番县为永登县;民国二十五年(1936)取境内天堂、祝贡二寺之首字为名设天祝乡，属永登县;民国二十七年(1938)天祝乡改为永登县第四区;民国二十九年(1940)复设天祝乡;民国三十三年(1944)废庄浪茶马厅。

1949年9月3日，永登县解放，同年成立永登县天祝区;1950年5月6日成立天祝自治区(县级)，属武威专区;1953年10月22日改称天祝藏族自治区，1955年7月19日，更名为天祝藏族自治县，属武威专区;1955年10月，撤销武威、酒泉两专区，其辖区并入张掖专区，天祝藏族自治县属张掖专区;1958年12月，撤销古浪县建置，其辖区并入天祝县;1961年11月，恢复武威专区，天祝县划归武威专区管辖;1961年12月，恢复古浪县原建置。

截至2013年，天祝县下辖9镇10乡，分别为:安远镇、哈溪镇、华藏寺镇、打柴沟镇、炭山岭镇、赛什斯镇、石门镇、松山镇、天堂镇、朵什乡、大红沟乡、东大滩乡、西大滩乡、赛拉隆乡、毛藏乡、东坪乡、祁连乡、旦马乡和抓喜秀龙乡。共有176个行政村，18个社区。