固原歷史悠久。舊石器時代，已有了人類的繁衍和生息。春秋戰國時期“逐水草而遷徙”的戎族率先從漠北來到六盤山區、清水河畔，農耕民族與草原民族在這裡交匯融合。創造了這一地區的古代文明。
境內最早的行政建置始於秦惠文王時以居住較多的烏氏戎族設定的烏氏縣(約在今固原瓦亭一帶)，秦始皇立國之初，曾專程到六盤山地區巡視邊防。公元前114年(漢武帝元鼎三年)，為加強對北方少數民族防禦，設定安定郡，成為中原在北部邊地的重鎮，從而奠定了固原的歷史地位，始為州、郡級建置地的發端。安定郡共管轄21縣，轄境約當今甘肅景泰、靖遠、會寧、平涼、涇川、鎮原及寧夏中衛、中寧以南、同心、西吉、固原等市縣地。漢武帝劉徹曾6次行幸固原，東漢光武帝劉秀在掃平割據、統一全國的戰爭中御駕親征固原，大會群臣，制定戰略計畫。
魏晉南北朝時期，固原已成為西北乃至中亞民族融匯與進入中原的歷史舞台，特別是西亞和中亞文化沿絲綢之路在固原留下了令人震驚和關注的文化遺產。中國10大石窟之一的須彌山石窟就是從北魏開始鑿造，而興盛於隋唐。524年(北魏正光五年)又改高平鎮為原州。
隋唐時期，隋文帝在此仍置原州總管府。並設原州羊牧、原州駝牛牧、專管畜牧業的發展。唐代原州已發展成為全國最大的養馬中心和西北牧業的管理中心。唐太宗李世民、唐肅宗李享先後到原州巡查牧馬業。宋夏金時期，由於固原地處宋夏對峙的接壤地區，宋王朝對固原的經營格外關注，境內先後設有鎮戎軍、德順軍、懷德軍和西安州，以成犄角之勢，防範西夏軍隊的襲擊和侵略。著名的“好水川之戰”、“定川寨之戰”(宋夏三大戰役)的古戰場均在今固原地區境內。
蒙元時期，成吉思汗在六盤山麓的開城避署，以後又病亡於六盤山區，故而蒙哥汗、忽必烈對開城情有獨鍾，先後到這裡或駐蹕、或避暑。公元1272年，元世祖忽必烈將皇子忙哥喇封為安西王，遂設王府於開城，立開城路，“視為上都，號為上路”。明朝在東起鴨綠江，西至嘉峪關的萬裡邊防線上設立9個軍事重鎮，固原為其一鎮，同時，設三邊總制府於固原，為陝西三邊重鎮的軍事總指揮。固原遂成為“據八郡之肩背，綰三鎮之要膂”的雄關重鎮。清朝將固原州升為直隸州，並同時設立化平川直隸廳和海城縣，構成了固原近現代行政區劃的框架。
長征時期
1935年，中國工農紅軍二十五軍和一方面軍長征先後途經六盤山區，毛澤東寫下了光輝詞章《清平樂.六盤山》。1936年，工農紅軍一、二方面軍會師將台堡，結束了震驚中外的長征。
固原立市
1949年8月，固原地區各縣先後解放，紅旗插遍六盤山區。1953年，以西吉 、海原 、固原三縣為主成立西海固回族自治區(1955年改稱固原回族自治州)，隸屬甘肅省。涇源回族自治縣和隆德縣隸屬甘肅省平涼地區。1958年，寧夏回族自治區成立，固原回族自治州、涇源回族自治縣、隆德縣劃歸寧夏，並成立固原地區。西吉、海原、固原、隆德、涇源5縣隸屬。1983年，以固原縣東部山區析置彭陽縣，隸屬固原地區。2001年7月，國務院《關於同意寧夏回族自治區撤銷固原地區設立地級固原市的批覆》，固原地區改為固原市，固原縣改為原州區。固原市轄西吉、海原、隆德、涇源、彭陽5縣和原州區。2004年，海原縣劃歸新成立的中衛市。
