周初分封诸候，槐水流域建有诋国，封龙山南麓建在飞龙邑。战国初属中山国，赵灭中山后属赵国。赵国公子元封于此，元氏县由此而得名。西汉初设置为县。西汉恒山郡（后改为常山郡）郡治设在元氏。
1943年1月获鹿县路南区域并入元氏县改称元获县，1949年8月划归石家庄专区。1958年5月元氏高邑两县合并为高元县，同年12月赞皇并入，改称元氏县。1960年5月撤销石家庄专区，元氏县改属石家庄市，1961年复设石家庄专区，元氏复属之，1962年3月三县分置，元氏县恢复原建置。
1996年乡镇调整后，元氏县辖5镇、11乡。1997年，元氏县面积668.4平方千米，人口37.5万人。辖5个镇、10个乡：槐阳镇、因村镇、宋曹镇、南因镇、南佐镇、赵同乡、苏阳乡、马村乡、北褚乡、姬村乡、东张乡、苏村乡、北正乡、前仙乡、黑水河乡。县政府驻槐阳镇。
1998年，姬村乡改姬村镇，元氏县辖6个镇、9个乡：槐阳镇、南因镇、南佐镇、因村镇、姬村镇、宋曹镇、东张乡、赵同乡、马村乡、北褚乡、苏阳乡、苏村乡、北正乡、前仙乡、黑水河乡。
2000年第五次人口普查，元氏县常住总人口386518人，其中：槐阳镇70259人，因村镇28867人，南佐镇15788人，宋曹镇31235人，南因镇33606人，姬村镇25788人，马村乡32057人，东张乡33499人，赵同乡25030人，北褚乡20917人，苏村乡13247人，苏阳乡21623人，北正乡12183人，前仙乡9186人，黑水河乡13233人。
2002年，元氏县面积668.4平方千米，人口约38.7万人，辖6个镇、9个乡，4个社区、208个行政村，县政府驻槐阳镇文化路。
2006年末，元氏县总人口39.61万人，辖6个镇、9个乡、1个办事处：槐阳镇、宋曹镇、南因镇、殷村镇、姬村镇、南佐镇、东张乡、苏阳乡、赵同乡、北褚乡、马村乡、北正乡、苏村乡、前仙乡、黑水河乡、城区街道办事处。共有？个社区、208个行政村。
2010年第六次人口普查，元氏县常住总人口418466人，其中：城区街道31002人，槐阳镇50859人，因村镇29344人，南佐镇15704人，宋曹镇33601人，南因镇35344人，姬村镇27538人，马村乡33268人，东张乡38312人，赵同乡28165人，北褚乡20697人，苏村乡14154人，苏阳乡23608人，北正乡13189人，前仙乡9727人，黑水河乡13954人。
2014年，省民政厅（冀民函[2014]42号）批复同意撤销北褚乡，设立北褚镇。2015年1月26日，省民政厅批复同意撤销马村乡，设立马村镇。调整后，全县辖8个镇、7个乡、1个办事处。
