正宁是中华民族最早繁衍生息的地方之一，具有优良传统的革命老区，是革命战争年代陕甘宁边区红色政权的核心。
早在远古时期正宁县就是中华民族人文始祖轩辕黄帝及有熊氏氏族部落繁衍生息地之一。
夏代天下分为九州，正宁属于雍州西戎之地。夏桀（履癸）时，周先祖公刘从北豳迁都公刘邑，正式建立豳国，正宁属豳国之域。
商代正宁仍属豳国管辖。商末，周族南迁岐山周原，豳地被义渠戎族占领，正宁属义渠戎国之地。
西周义渠戎国属周王朝管辖下的方国，正宁仍属之。
春秋战国时期前400年，魏国占领西河郡和上郡，并在正宁境内修筑魏长城。前352年，秦国出兵攻打魏国，一举占领西河、上郡，从此，正宁东部归秦国上郡管辖，西部仍属义渠戎国管辖。前270年，秦灭义渠戎国，建立北地郡，郡址义渠。此后，正宁西部划北地郡，东部仍属上郡。
秦代秦始皇统一全国后，建立郡县制。秦在北地郡设郁郅（今庆城县）、泥阳（今宁县）、朝那（今镇原县西北）3县。正宁西部划归泥阳县管辖，东部仍属上郡。
汉代时期仍袭秦制，并先后在正宁境内东南部设三水（属安定郡）、独乐、阳周（属上郡）3县。西部今宫河、周家地区归弋居县（县治在今宁县政平），属北地郡。
建元六年（30），阳周、独乐两县皆废，地域划归泥阳管辖。惟宫河、周家仍归弋居管辖。东汉末年废弋居，地域并入泥阳。建安元年（196），因庆阳地区北部被匈奴和西凉马超屡次占领，在今正宁县永和塬设西川县，属安定郡。因子午岭水向西流而得名西川。
三国时，正宁归魏管辖。晋建兴四年（316年），匈奴首领刘聪攻破长安，建立汉国，正宁属汉，末置县。319年，汉国更名前赵，正宁属前赵安定郡，未置县。
隋唐时期，隋开皇三年（583），废赵兴郡和独乐县，独乐地域划归阳周县。开皇十八年，改阳周县为罗川县。大业元年（605），改宁州为北地郡，罗川县属之。次年，改北地郡为豳州，罗川县属之。大业八年，改豳州为北地郡，罗川县属之。
唐武德元年（618），改北地郡为宁州。并从宁州析置豳州（治在今陕西省彬县），罗川县属宁州。次年，从宁州辖定安县析置定平县（县治在今宁县政平），属豳州，今正宁宫河、周家地域划归定平县辖。天宝元年（742），改宁州为彭原郡。因在罗川发现27躯玉真人像，故改罗川县为真宁县，属彭原郡。乾元元年（758），改彭原郡为宁州。元和三年（808），定平县划归宁州。大中三年（849），设邠宁节度使，真宁县、定平县均属之。
北宋真宁归属未变。宋神宗元丰元年（1078），宁州归属庆阳府，真宁县为庆阳府宁州所辖。
明代前期仍袭旧制，直至万历二十九年（1601年），经邑人赵邦清提请，朝廷改真宁县直属庆阳府，宁州不再领真宁县。真宁县辖郭下、长乐、望仙、文乐、乐兴、平子、西峪、路上、香庙、中庙、长城、移丰、山河、新庄、万益、万盈、安夫、要册、勾仁、安兴、烟村21里。
清代初期沿袭明制。顺治五年（1648年），真宁知县焦象贤申请，并21里为7里，即：与新、光化、挈炬、和恒、金汤、灵湫、永绥7里，共编为68甲。康熙八年（1669），析陕西行省甘肃布政使司置甘肃行省，真宁属甘肃行省庆阳府。雍正元年（1723年），因避清世宗“胤禛”讳，更名真宁县为正宁县。
民国初，正宁县治仍在罗川，正宁县先后属陇东道和泾原行政区。民国18年（1929），县长李剑泉被饥民所杀，县治迁至山河。当时全县辖山河、永和、罗川3区42个行政村。民国22年，改区公所为镇公所。民国25年，民国政府废泾原行政区，设立甘肃省第三行政督察专员公署，正宁县属之。同年，又改镇公所为区公署。区下为联保，联保下为保，保下为甲。全县共辖3区、6联保、46保、492甲。
1949年4月，关中分区更名为三原分区，新正县、新宁县属之。同年5月，国民党正宁县自卫队在雷鸿轩、先子灵率领下宣布武装起义，县长马守礼被押送解放区。6月初，自卫队一部又叛逃到平子镇，国民党第三督察专员公署借机在平子镇恢复了国民党正宁县政府。同年6月，解放区陇东分区和三原分区负责人在陕西三原开会，决定撤销新正和新宁县建置，恢复正宁县和宁县，并将两县归属陇东分区。会议还决定将原宁县管辖的宫河镇及米桥乡2个保划归正宁县，将原正宁县管辖的平子镇划归宁县。原新宁县管辖的西坡、月明地区划归正宁县。原新正县管辖的湫坡头、职田、底庙分别划归陕西省旬邑县、邠县（今作彬县）。7月26日，经中共西北中央局批准，陇东分区改称庆阳分区，正宁县属之。
1949年7月27日，正宁县解放。新成立的正宁县人民政府从原新正县三区驻地阳坡头村迁往永正。在永正讨论商定了对全县新解放区的接收工作。8月8日，县政府机关进驻山河城。从此，山河成为正宁县政治、经济、文化活动的中心。1949年至1952年，正宁县辖三嘉、湫头、永和、西坡、永正、罗川、宫河7个区、47个乡、165个行政村、439个自然村。1953年，增设第八区马槽沟区。年末全县辖8区49乡。
1958年3月，撤销宫河、湫头2区和姚家岭、文乐、任家3个直属乡，成立宫河、碾庄子、牛家沟圈、五顷原、湫头、解家川6个直属乡。4月，又撤销碾庄子直属乡。至此，全县共辖30个直属乡。不久，又将30个乡并为18个乡，即月明、西坡、山河、永正、南住、榆林子、任家、纪村、宫河、牛家沟圈、罗川、唐兴、于家庄、解家川、湫头、五顷原、关家川、南庄。9月，撤乡并社，全县新成立6个人民公社，即红光（宫河）、东风（榆林子）、卫星（山河）、红旗（永和）、跃进（湫头）、红星（三嘉）。12月，正宁县并入宁县。
1961年5月，宁县将原正宁县并入的6个人民公社划分为月明、西坡、山河、冯柳、永正、长乐、榆林子、宫河、周家、罗川、永和、双佛堂、湫头、五顷原、解家川、关家川、三嘉17个人民公社。12月，恢复正宁县建置，原正宁县并入宁县的17个人民公社复归正宁。