据南王庄、南贾素出土文物考证，早在新石器时代就有人类在这里聚居，劳动生息。
相传约4000多年前，尧自唐（今定州北唐城村）赴平阳（今山西临汾一带）即帝位（前2357年），南行历该地，因名南行唐。夏、商、西周分属并州、冀州。
春秋时属鲜虞国。战国初属中山国，赵灭中山（前296年）后，属赵国。赵惠文王八年（前291年），建南行唐城邑。
秦始皇二十六年（前221年），分天下为三十六郡，割真定地置南行唐县，治所在今故郡村，属钜鹿郡。秦二世元年（前209年），武臣自立为赵王，属赵。西汉初，属恒山郡。文帝时改恒山为常山郡，属常山郡。
汉景帝中元五年（前145年），改常山郡为常山国，属常山国。东汉因之。三国时魏改南行唐属常山郡。晋及后赵、前燕、前秦、后燕，均属常山郡。北魏太和十年（486年）去“南”字为行唐县，归定州常山郡所辖。北魏太和十四年（490年），行唐改置唐郡，县治移至夫人城（今曲阳县石城一带）。北魏太和二十一年（497年），郡废，县治复归。熙平中移治犊乾城，即今龙州镇。
隋文帝开皇三年（583年）实行州县两级，行唐直隶恒州。开皇六年(586年）析行唐置滋阳县，十六年（596年）析行唐置玉亭县，大业元年（605年）撤玉亭县并入滋阳县。大业三年（607年）实行郡县两级，废恒州、属恒山郡。
唐武德元年（618年）复改恒山郡为恒州。武德四年（621年）省滋阳县入行唐，于故玉亭县置玉城县，次年撤销复归行唐。天宝元年（742年)改恒州为常山郡，肃宗上元二年(761年）又改郡为州，行唐属河北道恒州所辖。武后长寿二年（693年），武周改为章武县。中宗神龙元年（705年），复名行唐县。大历三年（768年），于行唐置汦州，辖灵寿、曲阳、行唐。大历九年（774年），州废，县属恒州。
五代后梁开平初（907年），又改行唐为章武县。后唐元年（923年），复名行唐县。后晋天福元年（936年），改行唐为永昌县。后汉乾祐元年（948年），复名行唐县。
宋属真定府。
元改行唐为恒阳县，属保定路。
明仍为行唐县，属真定府定州。
清属定州。
民国三年（1914年）属保定道。民国十七年（1928年）废道，属河北省统辖。民国二十七年（1938年），晋察冀边区建立，属冀西区，同年秋，划归冀西区三专区。民国二十九年（1940年），改属冀西五专区。民国三十年（1941年），属保定道。民国三十二年（1943年），属北岳区五专区。民国三十三年（1944年），改北岳区第四专区。民国三十四年（1945年），属冀晋区第四专区。民国三十五年（1946年）改属冀晋区第三专区。民国三十六年（1947年），又改属四专区。
1949年，中华人民共和国成立后，属河北省定县专区。1954年，撤销定县专区，改属石家庄专区。1958年，并入新乐县。1962年，复置行唐县。1970年，石家庄专区改为石家庄地区，行唐隶之。1978年7月，改设石家庄地区行政公署，行唐隶之。1993年6月，石家庄地区和石家庄市合并，行唐县划为石家庄市市属县，至今未变动。
