唐武德七年（624年）分西乡县东南地于今泾洋镇南设洋源县，属洋州；大历元年（766年）县治被焚，移治今西乡县南20里。宝历元年（825年）县废，地属西乡县。清嘉庆七年（1802年）析西乡县东南地于今泾洋镇置定远厅，因原为东汉定远侯班超封邑地，故名。
1913年罢厅设定远县，次年因地处大巴山，县城为巴山重镇，改名镇巴县。1914年属汉中道。1928年直属省。1949年属陕南行署区。1951年属南郑专区。1953年属汉中专区。1969年属汉中地区。1996年属汉中市。
1997年，城关镇更名为泾洋镇；全县面积3437平方千米，人口27.5万人。辖10镇18乡：泾洋镇、渔渡镇、三元镇、盐场镇、长岭镇、简池镇、观音镇、巴庙镇、兴隆镇、碾子镇、小洋乡、高桥乡、陈家滩乡、杨家河乡、赤南乡、巴山乡、白河乡、田坝乡、麻柳滩乡、平安乡、仁村乡、梨坝乡、红鱼乡、三溪乡、大池乡、永乐乡、青水乡、凉桥乡。县政府驻泾洋镇。
2000年第五次人口普查，镇巴县常住总人口251522人，其中：泾洋镇24129人、渔度镇13237人、盐场镇15230人、观音镇12065人、巴庙镇18163人、兴隆镇11924人、长岭镇12904人、三元镇8197人、简池镇6202人、碾子镇10821人、小洋乡6894人、高桥乡4005人、陈家滩乡5163人、杨家河乡6152人、赤南乡12814人、巴山乡10262人、白河乡4339人、田坝乡7536人、麻柳滩乡6009人、平安乡9456人、仁村乡6744人、黎坝乡7531人、红鱼乡2926人、三溪乡5892人、大池乡4971人、永乐乡6906人、青水乡6575人、凉桥乡4475人。
2001年，撤销高桥乡并入泾洋镇，撤销白河乡并入小洋镇，撤销红鱼乡、凉桥乡并入三元镇。调整后，镇巴县辖11个镇、13个乡：泾洋镇、渔度镇、盐场镇、观音镇、巴庙镇、兴隆镇、长岭镇、三元镇、简池镇、碾子镇、小洋镇、青水乡、永乐乡、陈家滩乡、杨家河乡、赤南乡、巴山乡、大池乡、田坝乡、麻柳滩乡、平安乡、仁村乡、黎坝乡、三溪乡。
2010年第六次人口普查，镇巴县常住总人口246817人，其中：泾洋镇38802人，渔渡镇12433人，盐场镇15466人，观音镇10785人，巴庙镇15111人，兴隆镇11840人，长岭镇13202人，三元镇14256人，简池镇6454人，碾子镇10207人，小洋镇9231人，青水乡7183人，永乐乡5756人，陈家滩乡4449人，杨家河乡4513人，赤南乡11276人，巴山乡10561人，大池乡5047人，田坝乡7227人，麻柳滩乡5099人，平安乡8796人，仁村乡5898人，黎坝乡7744人，三溪乡5481人。
2011年，撤销陈家滩乡并入泾洋镇，撤销麻柳滩乡并入兴隆镇，撤销田坝乡并入观音镇；撤销青水乡、赤南乡、平安乡、杨家河乡、巴山乡、黎坝乡、仁村乡、大池乡、三溪乡、永乐乡乡的建制，相应设立镇的建制。调整后，镇巴县辖21个镇：泾洋镇、渔度镇、盐场镇、观音镇、巴庙镇、兴隆镇、长岭镇、三元镇、简池镇、碾子镇、小洋镇、青水镇、永乐镇、三溪镇、杨家河镇、赤南镇、巴山镇、大池镇、平安镇、仁村镇、黎坝镇。
2012年末，镇巴县面积3406.7平方千米，户籍人口290847人，常住人口24.73万人。2013年末，镇巴县辖21个镇，共有23个社区、202个行政村，县政府驻泾洋镇。
2015年，撤销三溪镇，并入简池镇；撤销泾洋镇，设立泾洋街道。撤并42个行政村，保留160个行政村。调整后，镇巴县辖1个街道、19个镇。
