西漢分屬益州、越嶲兩郡。

三國蜀漢西部置云南郡，治今姚安縣；東部屬建寧郡，北部屬越嶲郡。

東晉、南朝西部置興寧郡，治今姚安縣；東北部置建都郡，治今武定縣；東部屬晉寧郡。

唐代置姚州都督府，治今姚安縣。

南詔置弄棟節(jié)度，治今姚安縣；東部屬拓東節(jié)度。

宋大理時分置威楚府（治今楚雄市）和弄棟府。

元代分置威楚路、姚安路和武定路（治今武定縣）。

明代分置楚雄府、姚安軍民府、武定府。

明洪武十五年（1382），改威楚為楚雄。

清代姚安府并入楚雄府。

清乾隆三十五年（1770）武定府改為直隸州。

1913年廢府、州，1914年分隸滇中道、騰越道。

1916年裁滇中道，東部直屬省。

1929年廢騰越道，西部直屬省。

1946年西部置第八行政督察區(qū)，專員公署駐姚安縣。

1950年分屬楚雄、武定兩專區(qū)。

1953年武定專區(qū)并入楚雄專區(qū)。

1958年4月15日成立楚雄彝族自治州，名稱沿用至今。