早在旧石器中期，正宁境内已有先民刀耕火种，繁衍生息。为华夏民族发祥地之一。

夏禹时，天下分为九州，正宁属雍

州西戎之地。

夏代孔甲年间，立邦国于北豳（治在今庆城县城），正宁属之。

夏桀（履癸）年间，周部族先祖公刘建立豳国，正宁属之。

商初，正宁仍归豳国所属。商末，周部族南迁岐山周塬，豳地被犬戎所占。戎人建立义渠戎国，正宁属之。自西周末年起，义渠戎国与强秦抗衡500余年。

周赧王四十五年（前270年），秦灭义渠戎国，县域属秦北地郡和上郡所辖。秦始皇三十五年（前212年），蒙恬修筑直道，秦始皇三十七年（前210年）直道粗成，在县境长达70千米。

汉代，县域建立独乐、阳周二县，是正宁建置的起始。元封元年（前110年），汉武帝率大军十八万众，沿直道经县域，出朔方，威振匈奴，还祭黄帝冢于桥山。新莽始建国元年（前9年），王莽改阳周为上陵畤。东汉，县域设独乐、阳周、西川三县。

三国两晋时期，部族攻伐，诸侯兼并，县域归属屡经更迭。

南北朝末期，县域所设独乐、阳周、安定三县属宁州。

隋开皇十八年（598年），因罗水出于川，遂更阳周为罗川，属宁州。

唐初，罗川属关内道宁州。天宝元年（742年），唐玄宗梦群仙现于“罗底”，派使臣在罗川县挖得玉真人像27尊、心星1座，取“真人安宁”之意，改罗川为真宁。随后，唐肃宗李亨在此避“安史之乱”。

宋代，真宁历属永兴军路宁州、

陕西路宁州、环庆路宁州、庆阳军节度宁州、兴宁军节度。

金天德二年（1150年），真宁属庆原路宁州。

元属陕西行省巩昌路总帅府宁州。

明洪武九年（1376年），属陕西布政使司庆阳府宁州；万历二十九年（1601），属陕西布政使司庆阳府。

清康熙八年（1669年），属甘肃布政使司（行省）庆阳府；雍正元年（1723年），为避世宗“胤禛”之讳，又改为正宁。正宁之名始见史册。

民国二年（1913年），属甘肃省陇东道；民国十六年（1927年），属泾源区行政视察员公署；民国二十五年（1936年），属甘肃省第三区行政督察专员公署。

1949年7月27日，正宁县解放，属甘肃行政公署庆阳分区行政督察专员公署。

1958年12月，并入宁县。

1962年1月，恢复正宁县建置。