商属蒲姑(又名薄姑)国。
周属齐国。
秦属厌次县地。
西汉，东南部属千乘郡湿沃县(即漯沃县)，西南部属平原郡富平县，西北部属渤海郡阳信县。
东汉，东南部属乐安国千乘县，西南部属平原郡厌次县，西北部仍属渤海郡阳信县。
三国时期属魏，东部为乐陵国湿沃县地，西部为厌次、阳信县地。
西晋沿魏制，隶属未变。
东晋、南北朝为乐陵郡阳信县、厌次县、湿沃县地。
隋代，西部为渤海郡阳信县地，东部为渤海郡蒲台县地。
唐武德四年(621)改渤海郡为棣州，县境属之；垂拱四年(688)析蒲台、厌次置渤海县，并于渤海县建招安镇(今沾化古城)，今县境即为棣州渤海县招安镇地；天宝元年(742)，改棣州为乐安郡，招安镇随县改属乐安郡；上元元年(760)乐安郡复称棣州，招安镇仍属棣州渤海县。
五代后周显德三年(956)置滨州，割棣州之渤海、蒲台2县属之，招安镇亦随属。
宋庆历二年(1042)升招安镇为县，此为建县之始；熙宁六年(1073)又省县为镇复入渤海县；元丰二年(1079)复置招安县。
靖康元年(1126)宋被金灭，招安县归金，仍属滨州；金明昌六年(1195)更招安县为沾化县，县名沿用至今。
元初沿金制；中统三年(1262)属滨棣路；至元二年(1265)后，属济南路滨州。
明代，属济南府滨州。
清初袭明制；雍正十二年(1734)改武定州为府，沾化县属之。
1913年废府设道，属岱北道。
1914年改岱北道为济南道，随属。
1925年设武定道，改属武定道。
1928年废道，县直隶于省。
1931年将乡里设置改为区乡(镇)设置，以区统乡镇，乡镇领村庄，共设7个区，流钟、泊头、黄升、富国、义和、太平、新户7个镇62个乡，共领462个村。
1937年抗日战争爆发后，国民党山东省政府划沾化属鲁北行政区，抗日民主政府划沾化属冀鲁边区。
1941年10月后归清河区，1944年3月冀鲁边区与清河区合并为渤海行政区，沾化县属渤海区第四专区。
1945年10月，县内分7区、下洼1镇。
1946年，五区分成东五区和西五区，下洼镇改称下洼区。
1947年1月增划八区，全县辖10个区。
1948年3月，将八区、三区北部和七区滨海部分划归海滨县，分别为李家区、郭局区；是年8月下洼区又改称下洼镇。
9月全县各区更改名称：一区更为新华区，二区更为黄升区，三区更为永丰区，四区更为泊头区，西五区更为富国区，东五区更为马营区，六区更为义和区，七区更为太平区；是年，1949年沾化县属渤海区垦利专区，设新华、黄升、永丰、泊头、太平、富国、马营、义和8个区，下洼1个镇、91个乡。
1950年2月，新华、黄升、永丰、泊头、太平区分别复称一、二、三、四、七区，富国区改称五区，马营区改称六区，义和区改称八区；撤销下洼镇，并入三区；撤销滨海县，李家区、郭局区复归沾化，分别为九区、十区。
1950年5月，撤销渤海区建惠民专区，沾化县改属惠民专区。
1952年4月，全县划乡，10个区共辖109乡、1个镇。
1956年5月，撤销十区并入七区。
1957年撤区并乡，全县有城关、下洼、富国、义和4镇35乡。
9月，全县划为富国、永丰、下洼、城关、黄升、泊头、利国、下河、义和、刘坨、郭局、太平、李家、北集14个人民公社，计有525个生产大队。
1958年12月，利津县撤销，并入沾化县，属淄博专区。
全县辖26个人民公社。
1960年2月，滨县阎家人民公社划归沾化县，全县辖27个公社。
1960年6月，将沾化县的太平、郭局、义和、刘坨、罗镇、同兴、联合、五庄8个人民公社和李家公社的一部分划归垦利县，沾化县辖19个人民公社。
1961年1月，惠民专区与淄博市分治；10月，沾化县、利津县分设。
1962年5月，将富国公社分划为富国、坝上、杏行3个公社，全县辖16个公社。
1963年2月撤销16个大公社，全县改建为9个区，区下设小公社，计辖58个小公社。
1967年惠民专区改称惠民地区，沾化县属之。
1968年5月撤区并小公社，全县建沾城、黄升、流钟、下洼、永丰、泊头、王侯、富国、齐瞿阝、河贵、马营、下河、义和、四扣、太平、新户、李家、冯家、郭局渔业19个公社。
1982年4月撤销富国公社，建立富国镇。
1983年9月，义和、四扣、太平、新户4个公社划属东营市，全县辖富国1个镇和14个公社。
1984年6月撤公社建乡、镇，全县辖富国镇、古城镇、下洼镇3个镇，大高乡、黄升乡、流钟乡、永丰乡、泊头乡、齐瞿阝乡、河贵乡、利国乡、下河乡、李家乡、冯家乡11个乡；10月建海防办事处，全县辖3个镇11个乡1个办事处，计有443个行政村。
1992年3月，惠民地区更名滨州地区，沾化县属之。
1996年12月，泊头乡、冯家乡撤乡设镇。
1998年7月，永丰乡撤乡设镇。
2002年6月，国务院批准撤销滨州地区设立地级滨州市，沾化县属之。
2014年11月28日沾化撤县设区。