阿拉善地区是远古人类的发祥地之一，阿拉善右旗雅布赖山洞穴彩喷手印岩画和阿拉善左旗大量细石器文化遗存的发现，证明阿拉善地区从旧石器时代就有人类活动。
原始社会末期、奴隶社会时期，弱水流域、居延海畔就有殷商周朝先民生活的足迹。
秦始皇统一六国后，在阿拉善地区东北部始设北地郡。
汉代，阿拉善地区分属北地、武威、张掖三郡管辖。汉武帝太初三年（公元前年），征发兵卒18万到河西戍边屯田，北置居延、休屠两县。汉宣帝本始元年（公元前73年），居延县隶属张掖郡管理。东汉光武帝元年（25年），改置“张掖居延属国”。东汉献帝兴平二年（年），设西海郡，辖居延一县。
魏晋南北朝时期，魏国和西晋续设西海郡。北魏时，阿拉善地区为凉州所辖，北魏道武帝登国元年（年），氐族人吕光建立后凉政权，领居延县。北魏孝明帝正光二年（年），居延古都属柔然婆罗门领地。
隋朝至唐代初期，阿拉善地区属甘州、肃州，也曾为突厥贵族所据。唐朝垂拱二年（年），唐王朝一度曾将“安北都护府”从漠北迁至漠南，都护府治所在同城，即今额济纳旗境内。唐玄宗天宝二年（年），唐王朝设宁寇军，统领居延军务。“安史之乱”时，河西走廊被吐蕃切断，居延地区成为长安通往西域的“草原丝绸北道”。之后，居延地区先后为吐蕃、回鹘、契丹部所据。
北宋宝元元年（年），西夏建国时设12监军司，贺兰山沿线守军5万人。在居延地区设置“黑水镇燕军司”，治所为今额济纳旗黑城。
元朝设亦集乃路，属甘肃行中书省管辖，管理军政事务，总管府驻黑城，亦称哈拉浩特。
明朝时期，北元和瓦剌势力先后占据阿拉善地区。明洪武五年（年），明军西路军5万骑出塞，兵锋直指亦集乃路，哈拉浩特守将卜颜帖木尔战败，黑城废弃。明中期以后为蒙古达延汗属部的游牧地。
清朝初年，蒙古鄂尔多斯部额琳沁、固鲁岱青游牧阿拉善地区，顺治六年（年），因大札木苏叛乱，所部移牧河套地区。康熙十五年（年），卫拉特准噶尔部首领噶尔丹击败和硕特部首领鄂齐尔图汗。康熙十六年（年），固始汗（又译顾实汗）之孙和罗理率和硕特余部自新疆迁徙，途经青海大草滩，移牧阿拉善地区。康熙三十六年（年），设旗编佐，正式设置阿拉善和硕特旗。康熙三十七年（年），徙牧于伏尔加河流域的土尔扈特部阿玉奇汗族弟纳扎尔玛穆特之子阿喇布珠尔率部赴西藏礼佛，归路被阻，请求内附，清廷赐牧党河、色尔腾地方，此举较土尔扈特部渥巴锡汗率部东归早73年。雍正七年（年），阿喇布珠尔之子丹忠晋封多罗贝勒。雍正九年（年）以后移牧额济纳河流域。乾隆十八年（年），设额济纳旧土尔扈特旗。两旗上不设盟，直属清廷理藩院管辖。
民国时期，阿拉善和硕特旗、额济纳旧土尔扈特旗直属中央行政院蒙藏委员会管辖，宁夏护军使和宁夏省兼管两旗。期间，原属阿拉善和硕特旗的磴口巴格（乡）设县级建制。
年9月23日，阿拉善和硕特旗和平解放。
年9月27日，额济纳旧土尔扈特旗和平解放。
年11月，成立额济纳旗自治区人民政府。
0年3月，成立阿拉善和硕特旗自治区人民政府。
4年4月，成立宁夏省蒙古自治区，辖阿拉善旗和磴口县，为专区级地方政权，隶属宁夏省管辖。同年10月，因宁夏省建制撤销并入甘肃省，宁夏省蒙古自治区易名甘肃省蒙古自治区。
5年3月，甘肃省蒙古自治区改称甘肃省蒙古自治州，额济纳旗自治区更名为额济纳自治旗。
5年11月，甘肃省蒙古自治州易名甘肃省巴音浩特蒙古族自治州。
6年2月，设立巴彦淖尔盟，辖阿拉善旗、额济纳旗、磴口县和巴彦浩特市，归属内蒙古自治区。
8年4月，巴彦淖尔盟与河套行政区合并，为内蒙古自治区派出机构，盟府迁至三盛公；同年8月，巴彦浩特市撤销，为镇级建制。
年4月，阿拉善旗分设阿拉善左旗和阿拉善右旗。
年7月，阿拉善左旗划给宁夏回族自治区，阿拉善右旗、额济纳旗划给甘肃省。
年7月，阿拉善左旗、额济纳旗、阿拉善右旗划归内蒙古自治区。
年5月，成立阿拉善盟，隶属内蒙古自治区，为地区级建制，辖阿拉善左旗、阿拉善右旗和额济纳旗。