定边县境内早在石器时代就有人类活动,从南部山区出土的文物看,属黄河流域旧石器时代 “河套文化”及新石器时代“仰韶文化”的范畴。夏禹时期,定边县一带属雍州,为古羌族后裔羌、氐民族的游牧徙居地。殷商时期,定边县一带为鬼方之地。西周至战国时期,定边县先后为荤粥、猃狁等犬戎部落所踞。周赧王四十三年(公元前272),秦昭王伐义渠,建立北地郡,包括今定边县一带。秦王政二十六年(公元前221),始皇统一六国,定边始有军政建置之归属,隶北地郡马岭县。西汉置刺史部,定边县属朔方刺史部,县境东部属上郡奢延县,西部属北地郡昫衍县,南部山区西段属马岭县。汉武帝北伐匈奴,先后于元狩四年(前119)、元鼎六年(前111)两次大规模移民陇西、宁夏、陕北,实行实边政策,境内居民数量大增。东汉初年锋镝不息,匈奴东进,北地郡治地两次内徙,定边纳入匈奴控制范围。西晋未年,五胡十六国混战不休,定边先属前赵、后赵,继又属前秦、后秦。公元407年,匈奴族铁弗部首领赫连勃勃建都统万城(今靖边白城子),国号夏,雄据河套,定边为其腹地。至北魏前期,县境内无郡县建置,是汉族和匈奴、鲜卑、羯、氐、羌等民族杂居地。北魏时期,定边全境属西安州大兴郡,武定中均废,改属夏州阐熙郡,定边东部属新囶县。公元534年,北魏分裂为东魏、西魏,定边全境隶属西魏,复置西安州,改大兴郡为五原郡。西魏废帝三年(公元553年),因定边盛产池盐,改西安州为盐州,仍置五原郡。北周沿西魏旧制。隋改盐州为盐川郡、五原郡为五原县,又于白于山南麓置洛源县,隶弘化郡,县境分属之;东部滩区属朔方郡长泽县。隋末唐初全境为梁师都占据。唐武德元年(618年)复为盐州。元和十五年(820年),定边分属盐州、庆州、宥州所辖。五代时期,县境先后归属梁、唐、晋、汉、周。北宋初属陕西路盐州,咸平五年(1002年)全境陷于西夏,仍设盐州。至蒙古太祖二十二年(1227年)成吉思汗灭西夏,废盐州,后建立元朝,实行行省、路、府建置,定边境东部属延安府,余属庆阳府,均隶属陕西行省。明代在沿边地区设立军政合一的卫所,定边隶属陕西布政司延安府和庆阳卫。明朝中叶,为抵御蒙古族侵扰,在境内多次修筑长城和城堡,时定边属延绥镇,定边营驻参将,领永济等十三营堡为西路,嘉靖四十二年(1562)置延绥镇西协副总兵,驻定边营城。清朝初期,定边行政建置沿袭明代,隶属靖边同知,置守御千户所,驻守御千总。雍正九年(1731)置定边县,安边设州同,隶属榆林府。中华民国元年(1912年),北京政府令各省裁府存道。