桓台置县前，分属临淄、长山、高苑3县地。蒙古孛尔只斤拖雷（监国）元年（1228年），置新城县，隶属济南总管府。元世祖忽必烈中统年间（1260—1263年），属淄州路。元至元二年（1265年），隶属淄莱路。元至元二十四年（1287年），改称般阳路。明洪武九年（1376年）属淄州，次年改属济南府。清代，沿袭明制。1913年，废府、州，存县、道，新城县隶属济南道。次年1月，易名耏水县。4月，改称桓台县，因齐桓公戏马台得名。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。同年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。年末，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。同年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5月，撤销清河专署，桓台县隶属淄博专署。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，桓台县并入博兴县，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。