勃利县以境内勃利河得名。勃利，满语，"幸福、吉祥"之意。清代属三姓副都统管辖。唐代曾在黑水府下设置勃利州，辽代属生女真五国部，据考证唐代的勃利州是辽代五国部之一的剖阿里部，应在今苏联伯力一带。
清初为和屯噶珊之地。三姓地方分为荒里、荒外，此地当时属荒外地。光绪三十三年拟设县治，未实现。
民国三年，派官吏实地勘查后，将依兰县东南地带析出，于四站置设治局。
民国六年，改设治局为勃利县，属吉林省依兰道管辖。
民国十八年，东北政务委员会成立后，废除道制， 县归省直接管辖，勃利县直隶吉林省为三等县。
康德元年十二月，伪满洲国改行帝制，实行地方行政机构改革，成立三江省公署，勃利县由吉林省划归三江省管辖。
康德六年六月，将该县西部地区划归林口县。
康德十年十月，设置东满总省和兴安总省，与此同时又将勃利县由三江省划归东满总省所辖。
民国三十四年，东北光复。
民国三十六年六月五日公布东北新省区方案，将伪省合并为九省，勃利县划属合江省管辖。全国解放后，恢复东北三省。勃利县隶属于黑龙江省。
1970年，由勃利县析置七台河市。
1909年6月2日，吉林巡抚等奏准，拟于依兰府东境增设勃利县，列为"暂行缓设"之列。
1917年5月10日批准，设置勃利县。设治委员于同年9月16日启用关防，县址设于大四站，定为三等县，隶属依兰道。
1919年秋迁至大碾子河镇老街基。
1929年2月，废除道制，由吉林省直辖。东北沦陷后，初隶吉林省，
1934年12月划归三江省管辖。