先秦為塞人地，自兩漢至晉屬烏孫國。
隋唐間依附西突厥，國號為石漢那國。
宋時屬東喀拉汗王朝。
元為阿里麻里行省轄。
明至清初屬衛拉特蒙古，均為游牧之地。
清王朝一統新疆后，鞏乃斯劃入厄魯特營游牧場，隸屬伊犁將軍管轄。
光緒十四年（1888）設寧遠縣時，為寧遠縣所轄。
1930年，鞏留置縣，為其東部牧區。
1939年，從鞏留縣劃出，設恰克滿設治局。
1942年，更名為新源設治局。
1946年，改設新源縣。
1950年5月，新源縣人民政府成立，下設3個區22個鄉，隸屬伊犁專員公署。
1953年，下設5區、21鄉。
1954年11月，伊犁專員公署撤銷，新源縣為伊犁哈薩克自治州管轄。
1960年1月，鞏乃斯種羊場劃歸新源縣。
1965年，新增城鎮公社、團結公社。
至1966年，全縣轄8公社、46生產隊。
1975年5月，因伊犁州機關由伊寧市前往奎屯市，新源縣為伊犁地區轄地。
1979年9月，新源縣復為伊犁州管轄。
1984年8月，恢復伊犁地區，新源縣再屬之；同時撤銷公社、大隊建制，設立鄉（鎮），新源縣轄2鎮、8鄉、6國有農牧場。
1994年10月，新源縣轄5鎮、5鄉、6國有農牧場，下設5個居民委員會，90個村民委員會。
2000年，新源縣國有農牧場體制改革，撤場并（建）鄉（鎮），全縣轄5鎮、4鄉、4國有農牧場。