384年温宿、姑墨隶属前秦西域校尉。
658年县境置温肃州、姑墨州，隶属安西都护府。
1757年清政府将温宿城更名为“阿克苏”。
1883年置温宿直隶州。
1902年温宿直隶州升格为府，增设温宿县，隶属温宿府。
1912年沿清旧制，温宿县隶属温宿府。
1913年温宿府改设阿克苏县，温宿县隶属于阿克苏道。
1928年阿克苏道改为阿克苏第四区行政长公署，温宿县受其管辖。
1958年经国务院全体会议第77次会议批准，将温宿、阿克苏两县合并为阿克苏县，撤销温宿县建制，县境并入阿克苏县。
1962年复经国务院全体会议第117次会议决定，恢复温宿县治。