公元前21世纪，黄河以西秦岭以北为雍州，兴平属雍州，是犬戎族聚居之地，故称“犬丘”。

公元前9世纪初，西周懿王时，王室衰，北方猃狁族强盛，对镐京威胁很大，公元前908年，都城从镐京（今长安）迁至“犬丘”（今兴平市阜寨乡南佐村）。

秦始皇二十六年（前221），秦始皇统一中国，确立郡县制，废丘置县，并在京畿置内史。废丘属内史管辖。

秦朝末年（前206）项羽入关，大封诸王。立刘邦为汉王，都南郑；封秦降将章邯为雍王，都废丘；封司马欣为塞王，都标阳（今临潼）；封董翳为翟王，都高奴（今延安）。汉王刘邦怨项羽背约，5月领兵从故道出袭雍地，8月塞王、翟王降汉，废丘章邯被汉兵围困。公元前205年5月，汉王刘邦引水灌废丘，雍王章邯兵败自杀，废丘归属汉王管辖。汉高祖三年（前204），改废丘县为槐里县（今阜寨乡南佐村），属中地郡辖。九年废中地郡，复属为内史辖治。

汉武帝建元二年（前139），在槐里县茂乡为武帝修建陵墓。公元前73年，汉宣帝在茂乡建“茂陵县”（县治在今西吴镇窦马村）。与槐里县同左内史辖。后又改为右扶风辖，治所在长安。

公元9年，王莽改汉为新，大改官名、地名，改槐里县为槐治县，改茂陵县为宣城县。东汉建武元年（25）恢复槐里县、茂陵县，把右扶风治所由长安迁到槐里县。三国时关中属曹魏管辖，黄初元年（220），改平陵县为始平县，撤销茂陵县并入始平县，又改右扶风为扶风郡。始平、槐里属扶风郡。

西晋泰始三年（267），在槐里县置始平郡，辖槐里、始平、武功、鄠县。

东晋至十六国时期（317-420），兴平先后归属前赵、前秦、后秦。前秦苻坚永兴元年（358），把始平县治所移到茂陵故城今窦马村（原城楼上有砖刻“始平旧址”四字，1952年拆掉）。后秦皇初元年（394），姚兴攻杀苻登灭前秦，称帝于槐里。南北朝时期，槐里、始平先后归北魏、西魏、北周管辖，仍属雍州始平郡，右扶风。北魏太平真君七年（446），撤去始平郡，复名右扶风，治所由槐里迁至长安，辖始平、槐里。北魏永安元年（528），始平县治所移至今县城东15里处今之固显村（固显即故县之讹音），隶属扶风郡。西魏恭帝元年（554），又把始平县治所迁回旧址。北周明帝元年（557），撤销槐里县，其辖地并入始平县。北周静帝大象二年（580），始平县治所移到章邯所建的文学城（今县城东南10里西吴镇王家、北马村处），仍属扶风郡辖。

隋开皇三年（583），撤销扶风郡，始平县改属京兆郡，后始平县又改属雍州。隋大业三年（607），废雍州，京兆郡辖始平县。隋大业九年（613），始平县治所由文学城迁到今兴平市（县）城址，仍属京兆郡。唐武德元年（618），废郡设州，改隋朝时的京兆郡为雍州，辖始平县。武德三年（620）划始平县西部，在长宁设扶风县，归稷州辖。贞观元年（627），撤销稷州和扶风县，扶风辖地归始平县。同时全国划分为关内等十道，道下设府（州），府下设县。始平县属关内道京兆府。天授二年（691）复置稷州，辖始平县。大足元年（701）又废稷州，始平县复属雍州。景龙二年（708）中宗李显送金城公主出嫁吐蕃王赞普，送至马嵬城，设帐于百倾泊饯别，改始平县为金城县，县治移到马嵬。至德二年（757），兵马使李奂统领兴平军驻扎金城县，因平“安史之乱”有功，故改金城县为兴平县。

五代十国时期，兴平县建置没有变动。其中后梁时隶属大安府，后唐、后晋、后汉和后周时期均属京兆府辖。

北宋淳化五年（994），改关内道为永兴军路。至道三年（997），改永兴军路为陕西路兴平县属陕西路、京兆府辖。熙宁五年（1072），分陕西路为永兴与秦凤两军路。兴平县属永兴军路京兆府辖。

金熙宗皇统二年（1142），改永兴军路为京兆府路（府治长安），辖兴平县。金海陵王天德二年（1250），置陕西西路统军司和陕西东路转运司，京兆府辖长安、咸宁、兴平、咸阳等十二县。元代实行省、路、府（州）、县四级政权机构。元世祖中统三年（1262），设立陕西四川行中书省；至元十六年（1279），改京兆府为安西路总管府辖兴平。至元十八年（1281），又从其中分出甘州路，设立甘肃行中书省；至元二十三年（1286），又分出成都、广元、顺庆、重庆路设立四川行中书省；原陕西四川行中书省改为陕西行中书省。元仁宗皇庆元年（1312），改安西路为奉元路，辖兴平县。

明代改行中书省为承宣布政使司（省），下设府或直辖州，府辖州和县。明太祖洪武二年（1369）3月改奉元路为西安府，辖兴平县。洪武九年（1376）改陕西行中书省为陕西承宣布政使司，辖兴平。

清代实行省、道、府、县制。清世祖顺治元年（1644），陕西沿明治仍为一省。康熙二年（1663），陕西省下设西乾鄜、潼商、凤邠、延榆绥和陕安五道。兴平县属西乾鄜道的西安府辖。

民国初期，实行省、道、县三级制。兴平县隶关中道。民国十六年（1927），兴平由省直辖。民国二十四年（1935）又设立陕西省第十行政督察区，治所咸阳，辖兴平。民国三十七年（1948）陕西省调整各行政督察区辖县，兴平为第十八绥靖区十行政督察专员兼保安司令署辖。

1949年5月19日兴平县解放。1950年5月至1952年末，隶属咸阳专区。1953年1月撤销咸阳专区，由宝鸡专区辖。1956年9月撤销宝鸡专区，由省直辖。1958年12月，扶风、武功并入兴平（称大县），直属省辖。1961年9月，复分设扶风、武功、兴平三县。10月设立咸阳专区，辖兴平。1983年10月改咸阳行政专署为咸阳市人民政府，辖兴平县。

1990年，全县辖5镇、11乡、237个行政村、16个居民委员会。1993年6月兴平撤县设市，隶属陕西省管理，咸阳市代管。2009年，全市辖7镇4乡3个街道，223个行政村，15个社区服务站。