氏族公社时期,乌拉特草原有人类群落活生存,是游牧部落活动区;
夏代,正镶白旗为獯鬻游牧场所;
商、武丁时,正镶白旗为“鬼方”部落;
春秋时期,正镶白旗游牧部落为戎狄;
战国时期,为匈奴、东胡族的辖地;
汉代,为上谷郡北境;
唐代,属新州地,为单于部护辖地;
辽代,为西京倒塌领地度使南境;
宋代,为西京路垣州西境;
元代,正镶白旗属察哈尔万户辖地;
明代,建旗为察哈尔左翼正白旗、察哈尔左翼镶白旗;
清乾隆二十六年(1761年)归张家口都统管辖。
民国三年(1914年)改为察哈尔特区,民国十七年(1928年)又改属察哈尔察北地区。民国二十五年(1936年)重新划属察哈尔盟,从此隶属察哈尔盟。
1945年获得解放,建立了人民政权,当时正白旗辖18个佐,旗政府驻哈那哈达庙(和硕庙),1947年迁至布日都庙。镶白旗辖16佐,旗政府驻巴嘎海力根(衙门诺尔)。
1949年3月两旗合并为正镶白联合旗。
1956年9月11日将正镶白联合旗改为正镶白旗。并将原属正兰旗扎格斯台苏木的西部、明安太右联合旗的宝力根陶海苏木和宝昌县二区(原属正镶白旗租银地)划属正镶白旗。
1958年锡林郭勒盟与察哈尔盟合并,为锡林郭勒盟十二旗县市之一。