离石，战国为赵之离石邑。
秦属太原郡。
西汉置离石县，属西河郡。
东汉永和五年（140）西河郡治迁此，灵帝末郡县俱废。
三国魏黄初二年（221）复置县。
晋属西河国，永兴元年（304）匈奴左部帅刘渊起兵反晋，建北汉政权，置都于离石。
后燕置离石护军。
北魏明帝置离石镇，北齐天保三年（552）置昌化县。
北周建德六年（577）县改石州。
隋大业初改离石郡。
唐武德元年（618）复改石州，天宝元年（742）改昌化郡，乾元元年（758）复改石州。
北宋至金，县名俱称离石，属石州。
元中统二年（1261）县入石州，三年（1262）复置县。
明洪武三年（1370）县入石州。
明隆庆元年（1567）蒙古陷城之后署州事太原府同知李春芳因石、失石音相同，嫌其不祥改为永宁州。
1912年改永宁县，1914年复改离石，1918年三月分设离石、方山二县，1941年析置离东县，1946年并入离石。
新中国建立后，离石县属兴县专区。
1952年撤销兴县专区后，划归榆次专区（后改晋中专区）。
1954年离石、方山合并，县名改离山县。
1958年离山、中阳合并，县名复改离石。
1971年5月吕梁地区成立后，原离石县迁驻柳林，新置离石郊区。
10月，离石县改为柳林县，离石郊区恢复为离石县。
离石县城成为吕梁地区驻地。
1996年5月离石撤县改市，离石县改为离石市。
2003年10月，国务院批准吕梁地区撤地改市，离石市更名为离石区，属吕梁市管辖。