春秋战国时期为匈奴地。秦汉时为雁门定襄郡之徼外地、匈奴中部单于庭辖地。魏晋南北朝时为跖跋氏据地,隶属抚冥镇。隋朝时为突厥族牧地。唐朝时属振武军兼大单于大都护府。辽代时期属丰州东北境,隶西京道。金属西京路。元朝时为净州路及西南境沙井总管府之各郡,中东西部皆为赵王传世食邑。明朝时为察哈尔部林丹汗右翼属地。清朝初期封给元太祖成吉思汗胞弟哈布图哈萨尔后裔,称四子部落旗。哈布图哈萨尔第十五代孙脑音泰生有四子:长子僧格、尊号莫尔根忽少奇;次子索纳木、尊号达尔汗台吉;三子鄂木布、尊号布库台吉;四子伊尔扎木、尊号莫尔根台吉,游牧于呼伦贝尔。17世纪30年代初归附后金,后因战事逐渐西迁于此。崇德元年(1636年),清朝皇帝赐鄂木布为达尔汗卓哩克图,授札萨克,统领四子部落。顺治六年(1649年),晋封为多罗郡王,世袭罔替。民国三年(1914年),旗地受绥远特别行政区都统节制。民国17年(1928年),绥远特别行政区改为绥远省,旗地属绥远省乌兰察布盟领导。民国38年(1949年)9月19日,绥远省和平解放,随着四子王旗的解放,封建王公世袭制及清朝盟旗制也随之而土崩瓦解了。解放初,旗地属绥远省乌兰察布盟领导。1950年4月1日,四子王旗人民政府成立,隶属乌兰察布盟人民自治政府领导;1954年3月6日,绥远省与内蒙古自治区合并,四子王旗归属内蒙古自治区乌兰察布盟人民政府领导。1958年4月,乌兰察布盟人民委员会改为乌兰察布盟行政公署,四子王旗属乌盟行政公署领导。2000年,四子王旗辖1个镇、10个苏木、15个乡。2003年12月1日,国务院批准撤销乌兰察布盟建制设乌兰察布市,四子王旗属乌兰察布市人民政府领导。2006年撤并乡镇后,四子王旗辖5个镇、3个乡、5个苏木、1个牧场:乌兰花镇、吉生太镇、库伦图镇、供济堂镇、白音朝克图镇、红格尔苏木、江岸苏木、查干补力格苏木、脑木更苏木、东八号乡、忽鸡图乡、乌兰牧场。