北周，武帝保定四年（564），置北川县，唐朝贞观八年（634），析北川县地置石泉县，唐高宗永徽二年（651），并北川县入石泉县。
1914年，因与陕西省石泉县同名，且彼县设置在先，乃复名北川县。
1935年建平北县苏维埃政府。
旋属第十四行政督察区。
1950年1月7日，北川县解放，隶剑阁专区。
1953年1月，剑阁专区改称广元专区，北川县隶广元专区。
同年3月，广元专区撤销，北川县隶绵阳专区。
2003年7月6日，设立北川羌族自治县，得名沿用至今。