汉置敦煌县，宋改为沙州，元代称沙州路，清又改称敦煌县。据师古注引应劭说：“敦，大也，煌，盛也。”一说似为“都货罗（Tokhara）”的译音；所谓都货罗（吐火罗），即汉初居于敦煌祁连间的月氏族。1988年设市。
1996年，敦煌市面积3.2万平方千米，人口12.5万人。辖2个镇、10个乡：城关镇、七里镇、杨家桥乡、三危乡、五墩乡、郭家堡乡、吕家堡乡、转渠口乡、黄渠乡、肃州乡、孟家桥乡、南湖乡。市政府驻城关镇。
2000年第五次人口普查，敦煌市常住总人口187578人，其中，七里镇16506人，沙州镇38361人，杨家桥乡10499人，三危乡6767人，五墩乡6925人，郭家堡乡8147人，吕家堡乡9577人，转渠口乡10024人，黄渠乡9953人，肃州乡11575人，孟家桥乡9821人，南湖乡5322人，虚拟街道42437人，国营敦煌农场1664人。
2003年？，全市辖2镇10乡，79个行政村。市政府驻沙洲镇。共有人口18万人，其中农业人口9.3万人。回、蒙、藏、维吾尔、哈萨克、东乡等少数民族占总人口的1.06%。2004年？，辖3镇、9乡。
2006年，撤销吕家堡乡、转渠口乡，设立转渠口镇。2007年，经省民政厅批准，撤销南湖乡，设立阳关镇。
2008年末，全县面积31200平方千米，辖8个乡镇，56个行政村，381个村民小组。农村总人口2.61万户9.69万人。
2010年第六次人口普查，敦煌市常住总人口186027人，其中，七里镇14734人，沙州镇44870人，肃州镇20832人，莫高镇12242人，转渠口镇17948人，阳关镇4961人，杨家桥乡9977人，郭家堡乡6936人，黄渠乡11239人，国营敦煌农场2776人，青海石油管理局生活基地39512人。
2011年初，撤销杨家桥乡，设立月牙泉镇（2010年末省民政厅批复）。调整后，全市辖7个镇、2个乡：七里镇、沙州镇、肃州镇、莫高镇、转渠口镇乡、阳关镇、月牙泉镇、郭家堡乡、黄渠乡。市政府驻沙洲镇。
2015年，省民政厅（甘民复〔2015〕50号）批复同意撤销郭家堡乡、黄渠乡，设立郭家堡镇、黄渠镇。
