春秋戰國和秦時期，平原縣域先屬齊郡，后屬濟北郡。
漢高祖六年（前201）置平原郡，治所在今平原縣城。
建安十八年（213），平原郡改屬冀州，平原縣隨屬之。
三國，為魏冀州平原國。
晉十六國，屬冀州平原國。
東晉義熙六年（410），屬冀州平原郡。
南北朝北魏屬冀州安德郡。
太和二十三年（499），平原郡治移于聊城之王城，平原縣改屬渤海郡。
隋，屬平原郡。
開皇三年（583），平原縣屬冀州。
開皇九年（589），于安德置德州。
大業三年（607），德州改稱平原郡，平原縣屬之。
唐，屬河北道平原郡（德州）。
五代，隸屬不變。
宋，屬河北東路德州。
金，屬山東西路德州。
元，直隸中書省燕南河北道德州。
明清時期，平原縣屬山東（承宣）布政使濟南府。
中華人民共和國成立后，隸屬山東省渤海區濼北專區。
1950年1月，撤銷平北縣，并入平原縣，隸屬不變。
同年10月，渤海行政區及下屬專區撤銷，平原縣隸屬德州專區。
1956年2月，撤銷德州專區，平原、恩縣屬聊城專區。
同年3月，撤銷恩縣，將其東部三個區和另兩個區的六個鄉并入平原縣。
1958年12月，撤銷德縣，并入平原縣。
1961年9月，恢復德州專區，平原縣仍屬之。
1964年德州專區更名為德州地區，隸屬不變。
1994年12月，撤銷德州地區，設立德州市，隸屬不變。