秦朝時(shí)期，今旗境屬上郡北部地。
西漢時(shí)期，分屬西河郡大成縣、羅谷縣、虎猛縣（今紅慶河鄉(xiāng)）。
東漢時(shí)期，今旗境分屬西河郡廣衍等縣和朔方郡大成縣。
三國(guó)、西晉時(shí)期，今旗境屬羌族政權(quán)統(tǒng)轄地。
東晉十六國(guó)時(shí)期，今旗境為后趙、前秦、后秦轄地。
夏國(guó)龍升三年（409年），今旗境屬夏幽州轄地。
北魏時(shí)期，屬夏州化政郡。
北周時(shí)期，屬弘化郡。
隋朝時(shí)期，今旗為榆林郡富昌縣地。
唐朝時(shí)期，屬勝州河濱縣和夏州。
南吳天祐五年（908年），今旗境阿勒騰席熱鎮(zhèn)以東地區(qū)屬晉轄地；以西地區(qū)屬契丹轄地。
后周顯得六年（959年），今旗境阿勒騰席熱鎮(zhèn)以東地區(qū)屬后周勝州地，以西地區(qū)屬遼。
北宋初期，為勝州轄地，后為西夏勝州、夏州轄地。
元至順元年（1330年），今旗境基本上屬陜西行省延安路北境。
明宣德八年（1433年），今旗境屬陜西轄地。
明正德五年（1510），統(tǒng)屬蒙古鄂爾多斯萬(wàn)戶。
明朝末年，鄂爾多斯第六代濟(jì)農(nóng)額璘臣率部眾歸順后金。
清順治六年（1649年），以諾延達(dá)喇濟(jì)農(nóng)據(jù)有的四營(yíng)為主，編為鄂爾多斯左翼中旗（當(dāng)時(shí)轄境相當(dāng)于今伊金霍洛旗、東勝區(qū)的大部，杭錦旗和達(dá)拉特旗各一部，以及陜西省神木縣長(zhǎng)城以北地區(qū)）。
清朝封多羅郡王額璘臣領(lǐng)札薩克，故又稱郡王旗，下轄4參領(lǐng)、17佐領(lǐng)。
清乾隆元年（1736年），析鄂爾多斯左翼中旗地一部分和鄂爾多斯右翼前旗（烏審旗）東邊地，增置鄂爾多斯右翼前末旗（當(dāng)時(shí)轄境相當(dāng)于今伊金霍洛旗西南部和陜西省榆林、神木兩縣長(zhǎng)城以北部分地），以定咱拉什為札薩克，俗稱札薩克旗，下轄3參領(lǐng)、12佐領(lǐng)；還有隨成吉思汗陵寢的達(dá)爾扈特部落駐牧地亦劃于旗境。
清康熙三十六年（1697年），開(kāi)始放墾長(zhǎng)城北沿界牌地，允許漢人進(jìn)入耕種。
清乾隆八年（1743年），向北延伸開(kāi)墾“黑界地”。
隨著蒙地陸續(xù)開(kāi)墾，移入漢族農(nóng)民越來(lái)越多，蒙漢民交涉事宜，初由神木理事司員查旗協(xié)理，后來(lái)將南部墾區(qū)分別劃屬神木、府谷縣管轄。
清光緒二十八年（1902年），貽谷大臣督辦墾放蒙地后，北部、東西兩頭、東南部均成墾區(qū)，初置墾務(wù)分局管理。
清光緒三十三年（1907年），析置東勝理事通判廳管轄，隸屬山西歸綏道。
民國(guó)三年（1914年），郡王旗、札薩克旗隨伊克昭盟（今鄂爾多斯市）劃歸綏遠(yuǎn)特別區(qū)。
民國(guó)十七年（1928年），隸屬綏遠(yuǎn)省。
民國(guó)二十六年（1937年），歸綏淪陷后，綏遠(yuǎn)省境各蒙旗地方自治政務(wù)委員會(huì)移治札薩克旗新街。
民國(guó)二十八年（1939年），日本侵略軍兵臨黃河北岸，伊克昭盟盟長(zhǎng)沙王為保護(hù)成吉思汗靈柩不被日偽軍盜竊，呈請(qǐng)國(guó)民政府批準(zhǔn)，將成陵遷移到甘肅省榆中縣興隆山。
[20]民國(guó)三十八年（1949年）7月2日，中國(guó)人民解放軍一個(gè)團(tuán)包圍札薩克旗，中共伊西、伊東工委分別率部隊(duì)進(jìn)入札薩克旗。
同年7月7日，組成“臨時(shí)共同委員會(huì)”。
經(jīng)中共西北局同意，由“臨時(shí)共同委員會(huì)”主持，召開(kāi)群眾大會(huì)，宣布札薩克旗臨時(shí)人民自治政府成立。
同年9月，郡王旗先后解放。
1950年，兩旗相繼成立人民政府，隸屬綏遠(yuǎn)省伊克昭盟。
同年，將東勝縣平治鄉(xiāng)3個(gè)保、愛(ài)民鄉(xiāng)5個(gè)保（今納林陶亥、新廟鄉(xiāng)大部）劃歸郡王旗。
1952年，將盟直屬通格朗區(qū)劃歸札薩克旗。
同年，將盟直屬達(dá)爾扈特區(qū)（原為護(hù)守成吉思汗陵園的達(dá)爾扈特部落牧地）劃歸札薩克旗。
1959年1月20日，經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，撤銷札薩克旗、郡王旗建制，設(shè)置伊金霍洛旗，以原札薩克旗、郡王旗兩旗的區(qū)域?yàn)橐两鸹袈迤斓男姓䥇^(qū)域。
1964年，伊金霍洛旗人民委員會(huì)由新街鎮(zhèn)遷駐阿勒騰席熱鎮(zhèn)。
[22]2001年，國(guó)務(wù)院撤銷地級(jí)伊克昭盟設(shè)立地級(jí)鄂爾多斯市，伊金霍洛旗屬鄂爾多斯市管轄。