夏商时境内为西戎地。

    
    周孝王十三年（前885），周封在  渭之间养马有功的赢非子为附庸①，在秦建邑，号赢秦（邑在今张家川镇瓦泉村）。秦昭襄王二十八年（前279），秦设陇西郡，郡治狄道（今甘肃临洮），今张家川县属陇西郡。

   
    西汉沿袭秦制，实行郡县二级制。汉武帝元鼎三年（前114），置天水郡，辖16县，其中陇县（治今张家川县城）在今县境。武帝元封五年（前106），置监察性质的刺史部13州，陇县属凉州刺史部天水郡辖。

    东汉光武帝建武十八年（42），改王莽所置州牧为刺史，凉州刺史部②驻陇县（今张家川县城）。明帝永平十七年（74），天水郡改称汉阳郡，辖13县，撤清水、戎邑道并入陇县。灵帝中平五年（188），凉州刺史部由陇县迁冀县（今甘谷）。

 
    三国魏实行州、郡、县三级制。三国初，魏复置清水县，撤陇县并入清水县。属广魏郡。之后张家川再未置县，今县大部属清水县、秦安县辖。

    金太宗天会八年（1130），今张家川县分属秦州之冶坊（治今清水县黄门乡）、陇城（治今秦安县陇城乡）二县。

  
    元世祖至元七年（1270），撤陇城县并入秦安县，撤冶坊并入清水县。今张家川县分属秦州之清水、秦安两县辖。

   
    明清时，今张家川大部仍属秦州之清水县、秦安县辖。

   
    民国2年（1913）3月，推行省、县两级制，暂存道制。今张家川县大部分属甘肃省陇南道之清水、秦安两县辖。24年（1935），甘肃省设立行政督察区，今张家川县大部属省第四行政督察区之清水、秦安县辖。

  

    1949年10月1日中华人民共和国成立后，今张家川县分属天水分区行政督察区之清水、秦安县辖。1951年4月，天水分区行政督察区改称天水区。1953年7月6日，析清水、秦安、庄浪、陕西陇县37乡合并成立张家川回族自治区（1955年6月改称县），属天水区。1958年12月，张家川回族自治县、清水县合并，置清水回族自治县。1961年12月，张家川回族自治县、清水县分设。1969年10月至2006年，张家川回族自治县先后属天水专区、天水地区、天水市管辖。

 

    注：
    ①按周分封制，领地方圆不足50里，不直接通达天子，依附于诸侯，谓之附庸。
    ②当时的刺史部依然是监察区，而州刺史在州内有固定治所，不再赴京奏事。