县名取汉轮台旧名命名。维吾尔语称“布古尔”，含义尚有待研究考证。一说“布古尔”源于古代突厥语，意为“肾脏”。
汉代为轮台、乌垒国地。西汉太初三年（公元前102年）灭轮台国，太初四年置使者校尉屯田，宣帝本始二年（前72年）复国为乌垒国。东汉神爵二年（前60年）于乌垒（今策大雅）设西域都护府。魏晋南北朝时期属龟兹，隋属西突厥。唐为安西都护府下的乌垒州。北宋属高昌回鹘，南宋属西辽，元属别失八里。
清乾隆二十四年（1759年）在轮台设阿奇木伯克官职，隶属喀喇沙尔办事大臣。光绪十二年（1886年）设布古尔巡检，光绪二十八年（1902年）置布古尔县，隶属焉耆府。宣统年间改称轮台县。民国年间先后属焉耆道、焉耆行政区、焉耆专区。1954年属库尔勒专区。1960年属巴州。
1996年，轮台县辖2个镇、10个乡：轮台镇、轮南镇、大道南乡、哈尔巴克乡、群巴克乡、阿克萨来乡、塔尔拉克乡、草湖乡、阳霞乡、铁热克巴扎乡、策大雅乡、野云沟乡。
2000年第五次人口普查，轮台县常住总人口91986人，其中：轮台镇16048人、轮南镇1078人、大道南乡14806人、哈尔巴克乡 9788人、群巴克乡11646人、阿克萨来乡4881人、塔尔拉克乡4134人、阳霞乡10808人、铁热克巴扎乡8685人、策大雅乡6045人、野云沟乡3083人、草湖乡 984人。
2003年，轮台县总面积14185平方千米，总人口94816人，辖4镇、7乡：轮台镇、轮南镇、群巴克镇、阳霞镇、哈尔巴克乡、阿克萨来乡、策大雅乡、草湖乡、塔尔拉克乡、铁热克巴克扎乡、野云沟乡。县政府驻轮台镇。
2010年第六次人口普查，轮台县常住总人口116166人，其中：轮台镇43314人，轮南镇4077人，群巴克镇13983人，阳霞镇12109人，哈尔巴克乡11406人，野云沟乡3073人，阿克萨来乡5665人，塔尔拉克乡4551人，草湖乡1313人，铁热克巴扎乡10083人，策达雅乡6592人。
