秦（前221～前206）時，屬內史，為栒邑縣。秦始皇並六國後，為別於諸郡，特稱京師為內史。《通鑑注》說：“秦內史兼治漢三輔”。《十道志》說：“秦兼天下，置內史以領關中”，旬邑縣地處三輔，或曰處關中，正屬內史。戰國秦置栒邑縣，秦統一後，因之不變，仍為栒邑縣。
西漢（前206～8）時，屬右扶風，仍為栒邑縣。據《漢書·地理志》記載：高祖元年（前206）屬雍國（秦滅，項羽封章邯為雍王，都廢丘，今興平東南），二年屬中地郡，九年（前198）屬內史。武帝建元六年（前135）屬右內史，太初元年（前104）屬右扶風。右扶風統縣21，栒邑序列11。
新莽（9～23）時，屬京尉郡，仍為栒邑縣。《三輔黃圖》：“王莽分三輔為六都尉，渭城、安陵以西、北至栒邑、義渠10縣，屬京尉大夫。”
東漢（25～220）時，屬司隸校尉部右扶風，仍為栒邑縣。《後漢書·郡國》一：司隸右扶風統縣15，栒邑序列12。
三國（220～265）時，屬魏之雍州扶風郡，後改屬新平郡，仍為栒邑縣，後省。據《三國郡縣表附考證》記載，魏的扶風郡統縣15，栒邑序列12。興平元年（194）曹操分扶風、安定2郡數縣設新平郡，栒邑屬之。至文帝黃初七年（226）已無栒邑名。雍正《陝西通志》說）“魏省栒邑”。
西晉（265～316）時，旬邑縣境置有3縣，均屬涇州新平郡，一為三水縣。《中國地名大辭典》於“栒邑”條說：“北魏徙三水來治。”《陝西地理沿革》說：“漢於今寧夏回族自治區固原縣設三水縣，北魏太延二年（436）遷設於今旬邑縣。”《元和郡縣誌》《太平寰宇記》均說：三水縣屬新平郡。《魏書·地形志》下：涇州統郡6，其三為新平；新平郡統縣4，其三為三水。雍正《陝西通志·建置》二按：“晉邠邑，後魏改置三水縣”。二為爰得縣。西漢爰得縣在今甘肅省涇川縣東南，北魏遷設來縣。三為高平縣。西漢高平縣設於今寧夏固原縣境，北魏遷設來縣。
北朝西魏（535～557）時，先屬恆州，次屬南豳州新平郡，後屬豳州新平郡，為三水縣。《通典·州郡》三：“西魏置恆州，亦漢栒邑地。”雍正《陝西通志·西魏州郡縣統屬考》：恆州轄三水縣。《陝西地理沿革》：“西魏大統元年（535）曾於縣內兼設恆州（實為僑設），不久即廢。”《辭海·歷史地理》於“南豳州”條說：“州名。北魏置。以州境北有豳州相對而得名，治所在白土（今彬縣西南），轄境相當今陝西彬縣、旬邑、長武及甘肅涇川地。”南豳州於西魏廢帝二年（553）改為豳州。《陝西地理沿革》：西魏豳州新平郡轄有三水縣。
北朝北周（581～618）時，撤銷爰得、高平2縣，轄地併入三水縣，屬豳州新平郡。雍正《陝西通志·北周州郡縣統屬考》：豳州新平郡轄白土、三水、永壽3縣。
隋（581～618）時，先屬豳州，次屬北地郡，後屬新平郡，為三水縣。《元和郡縣誌》：三水於“開皇三年（583）以縣屬豳州”。《辭海·歷史地理》：“北地郡，大業初改豳州置。治所在安定（今寧縣）。轄境相當於今甘肅寧縣、合水、正寧、慶陽南境及陝西旬邑、彬縣。”《隋書地理志考證附補遺》：“隋北地郡義寧元年（618）領安定、羅川、襄樂、朋原、新平、三水6縣，二年（619）安定置歸義縣，以新平、三水屬新平郡。”
唐（618～907）時，屬京畿道邠州，為三水縣。《通典·州郡》三：“大唐分置15郡，此（古雍州）為京畿關內道”。京畿道的邠州，按《通典》所列統4縣，三水序列2。《舊唐書·地理志》《新唐書·地形》一、《元和郡縣誌》、雍正《陝西通志》、清代各版《三水縣誌》等，均謂邠州統有三水縣。
五代（907～960）時，先後出現10國，是唐末地方割據勢力的延續，旬邑縣先後屬岐、後梁、後唐、後晉、後漢、後周的邠州，仍為三水縣。《陝西地理沿革·旬邑縣沿革表》列五代梁、唐、晉、漢、周均有三水縣，均屬邠州。
北宋（960～1126）時，屬永興軍路邠州，為三水縣。《宋史·地理》三：永興軍路邠州統縣5，三水序列3。《太平寰宇記》《文獻通考》同此。
金（1115～1278）時，屬慶原路邠州，為三水縣。《金史·地理志》下：慶原路邠州統5縣，三水序列末。《西安府志》：三水“唐屬邠州，金因之”。
元（1271～1368）時，初屬陝西等處行中書省鞏昌路，為三水縣，至元七年（1270）併入淳化縣，屬陝西等處行中書省邠州。《中國歷史地圖集》七冊13～14圖，元陝西行省鞏昌路轄縣標有三水。關於併入淳化時間，《元史·地理》三、《大清一統志》《元代行政地理研究·沿革陝西》、雍正《陝西通志》等都說是“元至元七年”（1270），而清康熙、同治《三水縣誌》《創修城池記》等卻說是“元至正十八年”（1358）。但“至正”是元代最後一個皇帝順帝的最後一個年號，至正十八年到元亡只有10年時間，如果這時併入淳化，可以說覓代存設三水縣。今查《大元一統志》中陝西等處行中書省邠州領縣2，為新平及淳化，無三水縣。各版舊縣誌於“官屬”類中，金縣令後緊接明縣令名，中缺元縣令，據此，“至正”顯系“至元”之誤，併入淳化時間，當以元至元七年（1270）為準。淳化縣，按《元史·地理志》三所載，屬陝西等處行中書省邠州。
明（1368～1644）時，屬陝西布政使司西安府邠州，初仍並歸淳化縣，後復置為三水縣。《明史·地理》三於“三水”注說：“成化十三年（1477）九月，析淳化縣地置”。雍正《陝西通志·建置》三：“成化十三年始割淳化十六里置此邑（指三水縣）。”《創修城池記》：“成化丁酉（十三年），居民思復故邑，上陳制下，仍立三水為縣。”《雍大記》、各版舊縣誌說法同此。可見，成化十三年前，三水仍併入淳化；成化十三年，和淳化分置，三水復為縣。《大明一統志》：陝西布政使司西安府邠州領縣2，為淳化、三水。
清（1644～1911）時，屬陝西省鳳邠道邠州直隸州，為三水縣。《清史稿·地理》十於“邠州直隸州”注說：“隸鳳邠道……雍正三年，升直隸州，領縣3，三水、淳化、長武。”《大清一統志》、雍正《陝西通志》等同此。
中華民國（1912～1949）時，依據《全國行政區劃一覽表》《全國行政區劃表》《現行行政區劃一覽表蒡、《中華民國省道縣區域表》《全國行政區域簡表》《行政區域》及舊《辭海》“附條”等記載，初仍為三水縣，民國3年（1914）1月，因和廣東三水縣重名，復名栒邑縣。始屬陝西省鳳邠道，民國2年（1913）3月屬陝中道，民國14年（1925）9月屬關中道，民國17年（1928）撤道，直屬陝西省。民國26年（1937）屬陝西省第七行政督察區，民國33年（1944）8月改屬第二行政督察區，民國36年（1947）又復屬第七行政督察區。
新民主主義革命時期，1928年5月7日，在中共栒邑區委領導下，許才升率領旬邑縣農民武裝暴動，攻克縣城。12日成立栒邑縣臨時蘇維埃政府。30日起義失敗。但從此以後，國民黨栒邑縣政權，名義上管理全縣，實際上轄區僅限於今旬邑縣的城關、張洪、原底、太峪等鄉鎮，不到縣境的一半，並日趨縮小；其他鄉鎮，或為革命活動區，或為革命政權區。革命政權的中心區，先後在本境的有：
關中分區原為關中特委，1935年11月設，區蘇維埃政府駐今馬家堡。1937年9月改為陝甘寧邊區關中分區，行政專員公署仍駐馬家堡。1940年初遷駐今看花宮，8月遷駐今馬欄。1949年5月遷往三原。
新正縣1933年8月，在旬邑縣及甘肅正寧縣交界成立正栒邠革命委員念，1934年10月改為新正縣，駐馬家堡，1940年遷駐看花宮，1941年遷駐陽坡頭。設有4區21鄉，共3479戶，16820人。轄區約為今旬邑縣北部、東北部及甘肅正寧縣南部、東部。
赤水縣1935年2月，成立赤淳縣蘇維埃政府，10月撤銷，在所轄東區改設淳耀縣蘇維埃政府，西區改設赤水縣蘇維埃政府。赤水縣政府1937年3月從淳化縣馬家山遷至旬邑縣今土橋馬家莊，1941年3月遷往淳化縣中嘴。設有4區26鄉，共4005戶，22289人。轄區約為今旬邑縣清塬、石門、土橋及淳化縣十里塬、華家山以北地區。
永紅縣1934年10月16日，在今旬邑縣底廟郭村成立，轄3鄉26村，人口1.1萬，面積65平方公里。1937年5月撤銷。
馬欄縣1949年5月，在今旬邑縣馬欄設立，9月撤銷。
栒邑縣1947年5月22日，成立栒邑縣政務委員會，屬陝甘寧邊區關中分區。1948年4月，陝甘寧邊區發展，栒邑縣政務委員會政區擴大到今旬邑城關、太村、張洪、原底、鄭家等鄉鎮。1949年2月12日撤銷栒邑縣政務委員會，成立栒邑縣人民政府，3月改屬陝甘寧邊區西府分區。7月栒邑縣政府遷入縣城內。1949年5月20日，陝甘寧邊區政府政務委員會決定，栒邑縣歸屬邠縣分區，新正縣、赤水縣歸屬陝甘寧邊區三原分區。6月20日，將原新正縣所梏三區、四區、六區，赤水縣所轄四區、五區，劃歸栒邑縣，9月把馬欄也劃歸栒邑縣，仍屬邠縣分區。至此，全境一統於栒邑縣，結束了數縣並立，縣域分割，縣政不一的狀態。
中華人民共和國成立後，依據《中華人民共和國政區沿革》《中國近代政區表》記載，1950年1月10日，陝西省人民政府成立，栒邑縣屬陝西省邠縣分區。1950年5月2日，劃歸成陽專區。1953年1月23日，撤銷鹹陽專區，栒邑縣劃屬陝西省寶雞專區。1956年10月撤銷寶雞專區，栒邑縣改由陝西省直轄。1958年12月合大縣，撤銷栒邑縣，和長武同時併入彬縣，直屬陝西省。1960年12月劃歸鹹陽市。1961年8月22日撤銷大縣建制，恢復栒邑縣，同時復設陝西省鹹陽專區，旬邑縣屬之。1964年9月10日，因“栒”字生僻，選同音常用字，改為旬邑縣。1970年鹹陽專區改稱鹹陽地區，轄旬邑等13縣。1983年10月5日鹹陽地區改為鹹陽市，旬邑縣受轄至今。
旬邑縣翠屏山位於旬邑縣城南邊，山腳下有一條汃水河淌過，這山這水養育了一方旬邑人。
翠屏山，亦名掛榜山。古時松柏茂密，蒼翠欲流，乃人文勝地。明時峰巔建有孫真人祠，每逢正月十五及二月二之夜，隨山布燈，燦若列星。1988年為紀念“二八”農民暴動六十周年，於翠屏山中部修建旬邑革命暴動紀念館。2005年，旬邑縣委縣政府在翠屏山築堤造湖，植樹造亭，闢為翠屏園。
沿著上山的路向前走幾十米，有一眼清泉，叫“娘娘泉”，泉水十分乾淨，甚至可以直接飲用，傳說這泉水能治病。
旬邑是被《詩經》所反覆吟唱過的古豳之地。古稱豳，秦封邑，漢置縣，周人先祖后稷四世孫公劉在此開疆立國，是華夏文明發祥地之一。本作栒邑縣，1964年簡化為旬邑縣。旬邑是革命老區，早在1926年就建立了黨組織，1928年爆發了聲震渭北的“二八”起義。曾是陝甘寧邊區的一部分，也是關中分區、陝西省委和陝北公學所在地。鄧小平、習仲勛、汪鋒等許多中央領導同志在此工作、生活和戰鬥過。
