春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，塞族人在這里游牧。
秦未至西漢初，是西域三十六國(guó)之一的蒲類國(guó)。
漢代初期，烏孫人在這里游牧。
漢宣帝本始2年（前72），漢王朝應(yīng)烏孫之請(qǐng)，派五位將軍（田廣明，趙充國(guó)、田順、范明友，韓增）領(lǐng)兵15萬伐匈奴。
匈奴大敗，蒲類歸屬于漢。
西漢神爵三年（前59），蒲類受西域都護(hù)府管轄。
東漢永平十七年（前74），漢明帝派遣竇固，耿忠統(tǒng)兵到天山，大破匈奴。
永元三年（前91），班超出任西域都護(hù)，占據(jù)蒲類的匈奴臣服于漢，蒲類歸西域都護(hù)府所管轄。
東漢永元五年（93），匈奴反叛，任尚率兵于匈奴在蒲類海邊大戰(zhàn)，任尚立碑紀(jì)功。
東漢永建元年（126），漢長(zhǎng)史班勇率兵擊敗匈奴，蒲類為漢西域長(zhǎng)史管轄。
漢永建六年（131），蒲類受伊吾司馬管轄。
東漢永和二年（137），敦煌太守裴岑率領(lǐng)3000郡兵，擊敗匈奴，誅殺匈奴呼衍王于蒲類海邊。
三國(guó)時(shí)蒲類屬曹魏，改稱“蒲陸”。
南北朝時(shí)蒲類屬北魏。
隋唐時(shí)期仍稱為“蒲類”。
唐太宗貞觀十四年（640），設(shè)置蒲類縣，屬庭州，為三等縣，轄2鄉(xiāng)，縣域包括巴里坤湖以西的今木壘縣的廣大區(qū)域。
巴里坤湖以東草原當(dāng)時(shí)被稱為“甘露川”，唐駐軍筑城屯墾。
宋代蒲類屬“伊州”（今哈密）管轄。
元為別失八里東境，被稱為“巴爾庫爾”。
明末為準(zhǔn)噶爾的游牧地。
康熙五十六年（1717），清廷派靖逆將軍富寧安率兵進(jìn)駐巴爾庫爾，募兵屯田。
雍正七年（1729）后，清將威信公岳鐘琪兩次駐軍巴爾庫爾，“相度地勢(shì)，建筑城垣“。
雍正十三年（1735），將巴爾庫爾音譯為”巴里坤“。
乾隆年間，巴里坤等地在行政上曾一度歸甘肅省布政司管轄。
乾隆三十八年（1773），在巴里坤設(shè)鎮(zhèn)西府，領(lǐng)宜禾，奇臺(tái)兩縣，軍事方面屬伊犁將軍節(jié)制。
1779年，撤鎮(zhèn)西府改為鎮(zhèn)西直隸廳，直屬鎮(zhèn)（鎮(zhèn)西）迪（迪化）道管轄。
原來所屬兩縣的建制，奇臺(tái)縣劃歸迪化州領(lǐng)轄、宜禾縣撤銷，其他由鎮(zhèn)西廳治理。
光緒十年（1884），新疆正式建省，鎮(zhèn)西廳屬鎮(zhèn)迪道。
1913年國(guó)民政府撤鎮(zhèn)西廳，設(shè)鎮(zhèn)西縣。
1928年縣公署改縣政府，縣知事改為縣長(zhǎng)，縣下設(shè)鄉(xiāng)，改鄉(xiāng)約為農(nóng)官。
1954年10月1日巴里坤哈薩克自治區(qū)（縣級(jí)）成立，1955年2月改稱為巴里坤哈薩克自治縣。