夏代属冀州。
商、周时为黎侯领地。
西汉时，置屯留、余吾两县，属上党郡。
东汉时，余吾并屯留。
三国、魏、晋时，袭东汉建制。
北魏景明元年分置屯留寄氏两县，皆属上党郡。
后寄氏并屯留。
北齐时，取屯留并长子。
隋开皇年间，复屯留，仍属上党郡。
唐、五代时，袭隋建制，属潞州府。
宋建中靖国元年，属河东路隆德府。
明嘉靖八年至清，属潞安府。
民国初属冀宁道，后属长治专员公署。
抗日战争时期属太岳区，1941年初，划分屯留、漳西两县，后改划屯留、襄漳两县。
1945年9月全县解放，恢复屯留建制，属长治专属。
1949年属长治专区。
1958年5月，屯留和长子合并，改名屯长县。
属晋东南专属。
1958年10月-1959年8月，屯长县并入长治市，长治市属晋东南专属，原屯留境域改名屯留联社。
1959年9月-1961年4月，屯长县由长治市划出。
1961年5月，撤销屯长县，复置屯留县，属晋东南专区。
1985年，属长治市。
2018年11月15日，根据长字〔2018〕30号文件（关于长治市城区、郊区、长治县、屯留县、潞城市行政区划调整有关事项的通知），撤销屯留县，设立屯留区，隶属长治市。