约公元前11世纪的商代末年，泾川境内有当地历史上最早的两个国家--阮国和共国 ，两国都是商的诸侯国。阮国疆域在今城关、罗汉洞、泾明、红河之间，共国疆域在今城关水泉寺一带。后来均被周文王所灭。

约公元前768年的西周末年，义渠戎逐渐强大，在今庆阳西南宁县建立西戎古国--义渠国，泾川境属之。

周赧(nǎn)王四十三年(公元前272年)，秦昭襄王灭义渠戎，置北地郡，辖今平凉东5县、庆阳和宁夏的固原地区。泾川境属之。

西汉时期，汉武帝元封五年(公元前106年)，置十三刺史部。元鼎三年(公元前114年)，分北地郡而设安定郡，安定郡属凉州刺史部管辖。安定郡治高平(今宁夏固原)，管辖今甘、宁、陕交汇的关陇广大地区。下辖21县:高平、复累、安俾(bǐ)、抚夷、朝那、泾阳、临泾、卤、乌氏、阴密、安定、参、三水、阴盘、安武、祖厉、爰(yuán)得、眴(xuàn)卷、彭阳、鹑阴、月氏(zhī)道。其中临泾县(今泾川城关水泉寺)、安定县(今泾川北塬至庆阳镇原)、爰得县(今泾川南部)、阴盘县(今泾川南塬与长武、灵台接壤处)辖境在今泾川一带。

东汉时期，汉顺帝永建四年(公元129年)，羌族势力衰败，安定郡迁回。连年战乱导致人口数量大幅减少，安定郡由东汉初的20县合并为8县，即临泾、朝那(zhū nuó)、乌氏(zhī)、高平、三水、彭阳、阴盘、鹑觚(chún gū)，这次调整保留了原来安定郡的大县而挤掉了小县。郡治高平被毁严重，遂将安定郡治所设在临泾(临泾水之意)县，而且原来西边较远的县也未返回旧治所，都设置在新郡治所周围。其中临泾县在今城关水泉寺一带，朝那县在泾川西北，乌氏县在泾川东，高平县在泾川南。8个县的辖境占有今泾川、灵台、镇原三县之地及陕西部分地区。

三国时期，安定郡辖境属魏国。曹操平定关中陇右之后，安定郡随凉州刺史部被并入雍州。

西晋时期，安定郡下辖安定、临泾、乌氏、都卢、鹑觚、阴密、西川7县，其中安定县、临泾县、乌氏县三县的全部地区或部分地区在今泾川境内。

十六国时期，晋愍(mǐn)帝建兴五年(公元317年)，安定郡归前赵(汉);公元328年，安定郡归后赵;公元351年，安定郡入前秦。公元360年，置安定为雍州治所。公元370年，复置雍州于安定(指安定郡的治所临泾，今泾川城关水泉寺);公元384年，安定郡入后秦。

北朝时期北魏太武帝神三年(公元430年)，设泾州，领6郡17县。安定郡领安定(今泾川南部)、临泾(今泾川北部)、朝那(今镇原西南，包括泾川党原)、乌氏(今泾川东北)、石堂(疑为今灵台百里)5县;陇东郡领泾阳、祖居、抚夷3县;新平郡领白土(今陕西彬县)、爰得(今泾川、长武交界)、三水(今陕西旬邑)、高平(今泾川、长武交界)4县;赵平郡领鹑觚(今灵台邵寨)、东盘(今长武东南)2县;平凉郡领鹑阴、阴密(今灵台)2县;平原郡领阴盘(今崆峒)。当时，泾州、安定郡、安定县三级治所均在泾州古城内。

西魏大统元年(公元535年)废临泾县，分临泾县与朝那县的一部分置安武县。并在泾州治总府，治所安定(原临泾城，今泾川城关水泉寺)，先后曾辖泾州，邠(bin)州、盐州、灵州、显州、云州。

隋炀帝大业三年(公元607年)，撤州而复置郡，安定郡统7县:安定、鹑觚、阴盘、朝那、湫古。大业十二年(公元616年)，改湫古县置临泾县，治所在今庆阳市镇原县境内。