“那曲”因境内那曲河（怒江上游）而得名，旧译“黑河”，明末清初和硕特蒙古称喀喇乌苏，清代作哈拉乌苏、喀拉乌苏，为“那曲”这一藏语地名的满语义译。

那曲历史悠久，从20世纪50年代，地质学家和考古学家就在藏北高原发现许多打制石器，其形状和制造工艺，普遍带有游牧文化的特征，基本上属于旧石器时代中期或晚期的文化遗物，距今大约1-5万年。那曲地区明确见于史料最早的，便是古老的象雄政权，在汉文史籍中称之为羊同。在藏文史籍中，将这一地区称作“卓岱”，意为“牧业部落”，称这里的居民为“卓巴”，意为牧民，或“羌巴”，即北方人，或“羌日”，意为北方部落。在象雄鼎盛时期，象雄人将其地域划分为内、外、中三部。那曲地区，大致属于中象雄和外象雄。中象雄的中心“当惹琼宗”，就在那曲地区西南隅的当惹雍错湖畔一带。象雄势力衰微后，地域西缩。在7世纪前后，这一地区的东部地域归属于苏毗部落统治。后来，吐蕃部落逐渐强盛，统一了全藏，建立了强大的吐蕃王朝，藏北也被纳入其统治之下。松赞干布时期，将吐蕃分为四台和61个东岱（相当于千户），原苏毗部落故地设“孙波如”，共辖11个东岱，作为吐蕃向西域和河湟江岷地区扩张的基地，这一带显得特别重要，史称“军粮马匹，半出其中”。宋朝（960-1279）以后，那曲和羊八井、帮仓（今当惹湖和昂则湖一带）、朗如（今班戈县一带）被称作北方四部落。

1269年，忽必烈（元朝开国皇帝）派出官员在自青海到萨斯加的主要驿道设置驿站，其中在前藏设置驿站7所，驿道穿越今那曲的巴青、索县、比如、那曲及当雄一带，并派蒙古军士屯驻藏北，以后形成霍尔三十九族的藏北蒙古人势力。

17世纪至18世纪初属和硕特蒙古政权，并在腾格里湖（纳木错）驻扎蒙古骑兵震慑全藏。

1725年，清政府设青海办事大臣，委任第十二代“霍尔王”赤加吉钦总管三十九族，直属理藩院夷情衙门。

1728年，清廷在拉萨设驻藏大臣办事衙门。

1731年，勘定青藏地界，古拉山脉南北两麓诸部落，分归驻藏大臣和青海办事大臣管辖，三十九族划归驻藏大臣直管，同年清查各部户口，并向驻藏大臣衙门支差。

1751年（乾隆十六年），清王朝派兵平息了珠尔默特那木扎勒事件，并制定“善后章程十三条”，对西藏地方行政体制进行了重大改革。根据那曲所处的战略地位，清王朝决定在那曲建立坎囊宗，并隶属新建的西藏地方政府噶厦管辖。坎囊宗由宗教头领（即堪布）和部落头人（即囊宗）联合行使管理权。可以说这是藏北高原的第一个宗，是一种政教合一的统治方式。那曲还有一部分地区归班禅管辖。

1907年（光绪三十三年），共有八代“霍尔王”，均受清政府册封委任，有的还赐给顶戴花翎。

辛亥革命前后，中央王朝势力衰落，噶厦得以将历史上由驻藏大臣直管的达木及三十九族地区收归己有。第九世班禅被迫前往内地后，噶厦又强行接管了班禅属区。至此，藏北地区自吐蕃王朝崩溃以后，第一次全部置于西藏地方政府的直辖之下。

1916年，为了加强对达木和三十九族的统治，噶厦在霍尔地区设置了总管，即“霍尔基”，从此结束了历时五百余载、传二十一代的“霍尔王”历史。霍尔基从设立到结束，共历经九任官员。那曲总管共历五任，均为四品官，每任一僧一俗。

1942年（藏历水马年），噶厦地方政府设立绛恰基巧，管辖藏北牧区和拉萨以北的14个宗，那曲宗即为其中之一。当初的那曲宗名义上下辖7个大部落和51个小部落，而实际上却只管30个小部落，称为“雄巴”，其余21个小部落均属西藏上层贵族或大寺庙所辖，称为“格尔巴”或“格尔得”。

1950年10月，昌都地区和那曲地区东部首先获得解放。

1951年3月，昌都地区人民解放委员会宣告成立，原属噶厦绛曲基巧的聂荣宗、索宗、巴青宗、比如宗、拉日宗、尺牍宗、色扎宗、丁青宗隶属该委员会第一办事处（驻丁青），此后，各宗的人民解放委员会也相继成立。与此同时，那曲的中部和西部地区仍由噶厦绛曲基巧管理。

1952年3月，西藏和平解放的十七条议签订后，十八军独立支队主力2000余人，护送班禅大师经藏北返回后藏，那曲原属班禅的领地，也返还班禅。

1953年1月，中国共产党西藏工作委员会黑河分工委成立。

1956年10月9日，西藏自治区筹备委员会设立黑河基巧办事处。那曲宗即隶属那曲基巧办事处管辖。

1959年民主改革后，西藏自治区筹备委员会对藏北的行政区划作出重大调整，黑河基巧办事处下辖九个县。10月，筹委会决定撤销各地基巧办事处，设立行政公署。

1960年1月经国务院批准，正式将西藏的“黑河地区”改名为“那曲地区”。2月，黑河专员行政公署成立。

1965年更名为那曲行署。

1970年，那曲专区改称那曲地区，那曲县由那曲地区管辖至今。

1985年，国务院批准成立尼玛县。

2012年11月，国务院批准同意设立双湖县，至此，那曲地区下辖10个县。

2012年11月15日，国务院以国函〔2012〕191号文件批复同意设立双湖县，将尼玛县的措折罗玛镇、协德乡、雅曲乡、嘎措乡、措折强玛乡、多玛乡、巴岭乡划归双湖县管辖，以措折罗玛镇、协德乡、雅曲乡、嘎措乡、措折强玛乡、多玛乡、巴岭乡的行政区域为双湖县的行政区域。双湖县人民政府驻多玛乡索嘎南路9号。双湖县由那曲地区管辖。

2013年7月26日，双湖县政府正式挂牌成立（即改双湖特别区为双湖县）。

2017年10月，《国务院关于同意西藏自治区撤销那曲地区设立地级那曲市的批复》（国函【2017】109号）：

同意撤销那曲地区和那曲县，设立地级那曲市，那曲市人民政府驻新设立的色尼区浙江西路3号；那曲市辖原那曲地区的聂荣县、安多县、巴青县、索县、比如县、嘉黎县、尼玛县、班戈县、申扎县、双湖县和新设立的色尼区。[6]

2018年4月25日，西藏自治区那曲地区正式公布撤地设市。[7]

2018年5月7日上午，西藏那曲市举行撤地设市挂牌仪式。那曲市成为西藏第六个地级市，是目前全国最年轻、海拔最高的地级市。[5]