桓台县地名由来是由城内齐桓公戏马台得名。金末，山东大乱，豪杰崛起，各据一方。公元1214年，高苑成良里（今睦和庄）张贵收集流民绕台筑城以自卫，号曰“新城”。公元1227年，蒙元统一山东，1228年以此置县曰：新城县。治所建于台上. 1914年1月易名耏水县；同年4月新城县易名为“桓台县”，“桓台”原为新城县八大景之一。

桓台县历史春秋为齐渠丘邑。西汉东境属齐郡西安县，西境为千乘郡高苑县地，并置延乡平安两小侯国。晋属高苑县，为乐安国治，南朝宋有高苑县，徙西安县离境，齐置广川郡索卢县。北齐索卢县，地入武强县。隋改武强县为长山县,南宋绍定无年（1228年）置新城县，治新城，属中书省般阳路。

明洪武九年(1376年)属山东承宣布政使司济南府。清代，沿袭明制。民国初(1913年) 废府、州，存县、道，新城县隶属济南道。1928年废道制，直属山东省。1938年7月，华北游击纵队第十三支队第十二梯队在棘托置县政府，隶属山东省第十专员公署。是年10月，建立长(山)桓(台)临(淄)益(都)四县边区行政联防办事处，隶属中共清河特委。

1940年4月28日，建立桓台县抗日民主政府，隶属清河专员公署。同时，撤销长桓临益四县边区行政联防办事处。是年底. 改属清河行政主任公署清西专署。1942年1月，中共清河区委决定撤销县、区建制，成立长桓军政工作团，隶属清河行政主任公署清中专署。是年7月，改属清西专署。1943年8月，复置桓台县抗日民主政府，隶属未变。1944年1月，清河区与冀鲁边区合并，称渤海行政区，桓台县属渤海行政区第六专署。1945年8月，改属渤海行政区第三专署。1949年7月，第三专署改称清河专署，县属其辖地。

1950年，桓台县政府由桓城迁至索镇。1950年5月，撤销清河专署，桓台县隶淄博专署。1953年6月，淄博专署改称淄博工矿特区，桓台县划归惠民专署。 1958年11月，桓台并入博兴县，隶属淄博专署。1961年9月，复置桓台县，改属惠民专署。1983年10月，桓台县划归淄博市。

截至2015年，桓台县辖索镇街道、少海街道（2个街道），马桥镇、新城镇、唐山镇、田庄镇、起凤镇、荆家镇、果里镇（7个镇）。