海西歷史悠久,。古為西羌地,，兩漢時(shí)今海西東部為先零卑禾等羌人部落活動(dòng)范圍,，西部屬“若羌國(guó)”,。漢平帝元始四年(公元4年)，王莽置西海郡,，今海西東部屬之,。王莽末郡廢，復(fù)為羌地,。
東晉后期,，今海西西部為吐谷渾屬地，東部為鮮卑乙弗國(guó)地(后并于吐谷渾),。吐谷渾首領(lǐng)拾寅在位時(shí)(約公元452年),，曾在白蘭(今都蘭縣諾木洪一帶)修建城廓，至吐谷渾伏連籌即位期間(公元491—529年)曾建都于今海西境內(nèi),，后移置伏俟城(今共和縣石乃亥鄉(xiāng)鐵卜洽古城)。
隋大業(yè)五年(公元609年),，隋軍擊敗吐谷渾,，在其地設(shè)置四郡，今海西東部屬西?？?，西部屬鄯善郡。隋末,，吐谷渾復(fù)據(jù)故地,。
唐貞觀十年(公元636年)，吐谷渾成為唐屬國(guó),。龍朔三年(公元663年),，吐蕃王國(guó)滅吐谷渾據(jù)有其地，今海西州曾隸吐蕃臘城節(jié)度使,。
宋代,，今海西西部為撒里畏兀爾(即黃頭回紇)地，東部為吐蕃地方政權(quán)——角廝啰?jiǎng)萘Ψ秶?/p>
元代,，今海西州西北地區(qū)為甘肅行省沙州路轄區(qū),，其余大部為宣政院所屬吐蕃等處宣慰司轄區(qū)。元順帝時(shí),，設(shè)曲先答林元帥府,，封卜煙帖木兒為寧王，鎮(zhèn)守今柴達(dá)木西部地區(qū),。
明初,，今海西為安定、阿瑞,、曲先,、罕東四衛(wèi)地，由西寧衛(wèi)兼管,。武宗正德七年(公元1512年)左右,，東蒙古諸部開始進(jìn)入青海,，攻破塞外四衛(wèi)，至此,，成為東蒙古諸部統(tǒng)治地區(qū),。崇禎十年(公元1637年)，居住在今新疆衛(wèi)拉特蒙古(即西蒙古)和碩特部,，在其首領(lǐng)顧實(shí)汗的率領(lǐng)下進(jìn)入青海,，統(tǒng)轄今海西地區(qū)。
清雍正三年(公元1725年),，清庭編定青海蒙古左右兩翼盟29旗,，今海西州境劃定9個(gè)蒙古旗，統(tǒng)歸“欽差辦理青海蒙古番子事務(wù)大臣”管轄,。乾隆二十二年(公元1757年),，班禪商上喇嘛移住巴彥托輝、岳霍洛依(即今都蘭縣香日德一帶),，為班禪香家旗,。咸豐八年(公元1858年)，藏族汪什代海部落遷入今天峻縣境內(nèi)駐牧,，當(dāng)?shù)氐拿晒疟鼻捌毂边w祁連,。至光緒年間(公元1875—1908年)藏族溝里、日安兩個(gè)百戶部落遷入今都蘭縣境內(nèi)落居,。
民國(guó)元年(公元1912年)7月,，青海辦事大臣改為青海辦事長(zhǎng)官，今海西地區(qū)屬之,。次年增設(shè)蒙番宣慰使,，管理蒙藏事務(wù)。民國(guó)4年(公元1915年),，改由甘邊寧海鎮(zhèn)守使兼管,。民國(guó)6年(公元1917年)，歸都蘭理事轄,，上隸甘邊寧海鎮(zhèn)守使,。民國(guó)19年(公元1930年)，改都蘭理事為都蘭縣,，轄今海西州全境,，上隸青海省。民國(guó)27年(公元1938年),，在今都蘭縣察汗烏蘇鎮(zhèn)設(shè)立青海省第八行政督察專員公署,，民國(guó)30年(公元1941年)，改稱青海省第一行政督察專員公署，都蘭縣屬其管轄,。此間,，從民國(guó)24年至民國(guó)30年(公元1935—1941年)，生活在新疆的部分哈薩克族先后遷入今海西州境內(nèi)落居,。
1949年9月,，青海解放。同年11月成立都蘭縣人民政府(駐地察汗烏蘇),，轄今海西州全境,，直隸青海省。1952年9月26日撤銷都蘭縣,，設(shè)立縣級(jí)“都蘭縣蒙藏哈薩克族自治區(qū)”,，1954年1月25日改建為專區(qū)級(jí)“海西蒙藏哈薩克族自治區(qū)”(駐察汗烏蘇)，1955年12月12日更名為“海西蒙藏哈薩克族自治州”,。
為開發(fā)建設(shè)柴達(dá)木盆地,，1955年7月30日在格爾木設(shè)立了“柴達(dá)木工作委員會(huì)”，作為青海省人委派出機(jī)構(gòu),，處理開發(fā)建設(shè)柴達(dá)木盆地的日常工作。1956年2月更名為“柴達(dá)木盆地工作委員會(huì)”,，同年3月駐地遷至大柴旦,。1957年4月撤銷“柴達(dá)木盆地工作委員會(huì)”，改設(shè)“柴達(dá)木盆地行政委員會(huì)”,，1958年1月更名為“柴達(dá)木行政委員會(huì)”,。
1959年1月，海西州人委由察汗烏蘇遷駐大柴旦與“柴達(dá)木行政委員會(huì)”合署辦公,。1963年8月26日撤銷“柴達(dá)木行政委員會(huì)”,，全政區(qū)稱“海西蒙古族藏族哈薩克族自治州”。1966年4月州府遷駐德令哈,。1984年5月全州的哈薩克族群眾自愿要求,，并經(jīng)國(guó)務(wù)院同意，全部遷返新疆,，1985年5月21日定名為“海西蒙古族藏族自治州”,。