水城縣歷史悠久。秦始皇二十六年（前221）建漢陽縣。今水城縣境，屬漢陽縣所轄。漢沿秦制，新莽建國元年（9），改漢陽縣為新通縣，東漢復稱漢陽縣。隋大業(yè)三年（607），屬昆明國。唐669年，屬湯望州。宋開寶七年（974），屬羅氏鬼國盧鹿部。元屬順元路，領48處長官司，其中漕泥、市北洞兩處長官司駐地在今縣境內。明屬水西宣慰司轄地，水西分中水、下水、底水三部，底水即今縣境內。清康熙三年（1664），吳三桂進伐水西宣慰使安坤；五年（1666），以安坤統(tǒng)地設大定府，水城屬大定府。

雍正十一年（1733），建水城廳，劃大定府之永順、常平二里歸水城廳轄。乾隆四十一年（1776），再劃遠州（今織金縣）之崇信、時豐、歲稔三里入水城廳。民國二年（1913），改為水城縣，隸屬貴西道；十二年（1923）隸屬貴州??；二十四年（1935）年，隸屬第四行政督察區(qū)（畢節(jié)）。1949年和平解放后隸屬畢節(jié)專員公署。1965年，縣境內另設水城礦區(qū)，1966年劃大河、汪家寨等十公社置水城特區(qū)，屬西南煤炭建設指部，與縣并存。1970年，水城礦區(qū)與水城縣合并為水城特區(qū)，隸屬六盤水地區(qū)；1978年，隸屬六盤水市，為三特區(qū)之一。1987年復置至今。2003年，民政部批準同意水城縣人民政府駐地由六盤水市鐘山區(qū)黃土坡街道辦事處遷至水城縣濫壩鎮(zhèn)雙水。