明成祖永樂元年至宣德八年（1403～1433年），明朝設置海剌兒千戶所（今海拉爾區、鄂溫克族自治旗），隸屬奴兒干都司。
[28]清崇德四年至五年（1639年—1640年），為在黑龍江中上游以北的廣大地區建立起鞏固的統治，皇太極發動了征服索倫部的戰爭，最終統一了索倫諸部，派軍隊在黑龍江北岸的索倫村屯駐守，將鄂溫克部落以氏族為單位編成佐，任命氏族酋長為章京（佐領），并規定了索倫部眾按時向盛京納貢的義務。
每個鄂溫克男丁，都要交納貂皮一張作為貢賦。
通過這一系列的措施，清朝在黑龍江以北索倫部的廣大地區建立起有效的統治。
清順治年間，鄂溫克人南遷到嫩江流域，理藩院任命達如漢布勒、扎木蘇等人為首領，授予副都統印信，直接管轄鄂溫克等族事宜。
清雍正十年（1732年），清政府將布特哈（滿語，意為打牲）的5個阿巴（圍場）和3個扎蘭（滿語，連或隊之意）的達斡爾、鄂溫克、鄂倫春壯丁規定了旗色，編成了布特哈八旗。
同年，由布特哈遷來索倫（今稱鄂溫克）、厄魯特、巴爾虎、鄂倫春、達呼爾（今稱達斡爾）兵丁3000名，編入八旗，駐防呼倫貝爾，城址定于“海蘭兒（海拉爾）”，命名“呼倫貝爾城”。
清乾隆八年（1743年），設置呼倫貝爾副都統銜總管。
清乾隆五十五年（1790年），杜爾伯特太吉率三氏蒙古族厄魯特部遷錫尼河流域，也被編入索倫八旗。
民國六年（1917年）后，蘇聯境內的部分蒙古族布利亞特部遷至伊敏河、錫尼河一帶。
民國十年（1921年），建布利亞特旗。
民國十七年（1928年），建厄魯特旗。
東北淪陷后，偽滿洲國撤黑龍江省。
將索倫八旗、布利亞特旗、厄魯特旗合并建索倫旗，隸屬于興安北省。
時索倫旗范圍包括當代鄂溫克族自治旗全境以及當代免渡河鎮、牙克石市市區、特尼河蘇木、海拉爾區建設街道和哈克鎮。
民國三十四年（1945年），劃入呼倫貝爾自治省。
民國三十七年（1948年），呼倫貝爾自治省改稱內蒙古自治區呼倫貝爾盟。
1958年8月1日，改稱鄂溫克族自治旗。
1968年2月，自治旗革命委員會成立。
1969年8月1日，鄂溫克族自治旗隨呼倫貝爾盟劃歸黑龍江省管轄。
1979年7月1日，隨呼倫貝爾盟重新劃歸內蒙古自治區。
1980年12月，撤銷旗革委會，恢復旗人民政府。
2001年10月，呼倫貝爾盟撤盟設市，鄂溫克族自治旗由呼倫貝爾市管轄。