西漢高帝六年（前201），置剛氐道于今古城。

三國蜀漢建興七年(229），改剛氐道為剛氐縣，并于江油戍地分置廣武縣。

西晉太康元年(280），更廣武縣名平武縣。

東晉永和三年（347），省剛氐縣入平武縣。

隋開皇三年（583），廢江油郡，江油、平武二縣直隸龍州。

唐貞觀八年(634)，省平武縣入江油縣。

明萬歷十八年（1590），析江油縣置寧武縣。

萬歷十九年（1591），復名平武縣，屬龍安府。

1913年，撤銷龍安府，平武縣屬川西道。

1924年，撤銷道建制，縣直隸于省。

1935年4月，中國工農紅軍第四方面軍曾在縣城建立平武縣蘇維埃政府，在縣境桂溪(今北川縣桂溪鄉(xiāng)）建立平南縣蘇維埃政府，4月下旬在縣境青溪（今青川縣青溪鄉(xiāng)）建立赤水縣蘇維埃政府，6月紅軍撤離后，蘇維埃政府建置解體。

1935年6月，平武縣屬四川省第十四行政督察區(qū)。

1950年1月，平武縣屬劍閣專區(qū)，1953年1月，劍閣專區(qū)更名為廣元專區(qū)。

1953年3月，廣元專區(qū)并入綿陽專區(qū)，平武縣改屬綿陽專區(qū)。

1968年7月，綿陽專區(qū)更名為綿陽地區(qū)，平武縣屬之。

1985年2月，撤銷綿陽地區(qū)，建立地級綿陽市，平武縣屬綿陽市。