北周，武帝保定四年（564），置北川縣，唐朝貞觀八年（634），析北川縣地置石泉縣，唐高宗永徽二年（651），并北川縣入石泉縣。

1914年，因與陜西省石泉縣同名，且彼縣設置在先，乃復名北川縣。

1935年建平北縣蘇維埃政府。

旋屬第十四行政督察區(qū)。

1950年1月7日，北川縣解放，隸劍閣專區(qū)。

1953年1月，劍閣專區(qū)改稱廣元專區(qū)，北川縣隸廣元專區(qū)。

同年3月，廣元專區(qū)撤銷，北川縣隸綿陽專區(qū)。

2003年7月6日，設立北川羌族自治縣，得名沿用至今。