秦始皇二十六年（前221年），今杭錦旗地區(qū)北屬九原郡（郡治今包頭市西），南屬榆中郡。
秦末漢初，為匈奴占據(jù)。
西漢元朔二年（前127年），置朔方郡，治所朔方（今杭錦旗北境）。
朔方郡轄縣在今杭錦旗境置有朔方、呼遒（旗境東北）、修都（今錫尼鎮(zhèn)西）、渠搜（東部都尉駐地，今旗境東北）等縣。
元封元年（前110年）冬，漢武帝出巡曾從云陽直到朔方。
東漢永和五年（140年），縣治廢，地屬匈奴。
三國、西晉時(shí)期，今旗境屬羌族政權(quán)統(tǒng)轄地。
東晉十六國期間，今杭錦旗境先后為后趙（羯石氏）、前秦（氐苻氏）、后秦（羌姚氏）等所轄朔州地。
夏國龍升三年（409年），屬夏（匈奴鐵弗赫連氏）幽州轄境。
北魏神麚四年（431年），北魏取代夏統(tǒng)轄今鄂爾多斯地區(qū)，今旗境屬北魏夏州。
其西北部屬沃野鎮(zhèn)（治所一說在今磴口縣河拐子古城，一說在今杭錦旗巴拉亥鄉(xiāng)境）；其東北部屬代名郡，治所呼遒（今旗東北境），轄呼遒、渠搜等縣；其東南部屬大成縣（治所今旗東南）。
西魏大統(tǒng)十二年（546年），今旗境屬沃野鎮(zhèn)。
隋大業(yè)八年（612年），今旗境屬五原郡九原縣、永豐縣轄地。
唐總章二年（669年），今旗境屬豐州的九原、豐安等縣轄地。
元和十五年（820年），今旗境屬豐州都防御使統(tǒng)轄地。
遼神冊(cè)五年（920年），遼得豐州，今旗境北部地區(qū)為遼天德軍轄區(qū)。
北宋初期，南部地區(qū)仍屬宥州。
遼重熙七年（1038年），今旗境屬西夏宥州。
元至順元年（1330年），今杭錦旗境基本上屬甘肅行省兀剌海路轄地；南部屬陜西行省延安路。
明朝初年，屬東勝衛(wèi)，天順年間蒙古族入駐。
正德五年（1510年），統(tǒng)屬蒙古鄂爾多斯萬戶。
清順治六年（1649年），編為鄂爾多斯右翼后旗，俗稱杭錦旗（轄境相當(dāng)于今杭錦旗北部、臨河市大部、五原縣和杭錦后旗各一部分地區(qū)），下設(shè)9參領(lǐng)區(qū)、42佐領(lǐng)，設(shè)札薩克世襲掌理旗務(wù)，駐鄂爾吉虎諾爾。
乾隆五年（1740年），鄂爾多斯右翼后旗（杭錦旗）與阿拉善旗之間發(fā)生邊境糾紛，清廷派員裁決，兩旗以黃河為界，河西為阿拉善旗牧地，河?xùn)|為鄂爾多斯右翼后旗牧地。
清末時(shí)期，貽谷督辦墾務(wù)大臣廣放蒙地后，旗屬黃河北岸牧地，大部成為墾區(qū)，屬烏伊盟墾務(wù)局。
光緒二十九年（1903年），設(shè)置五原廳，統(tǒng)領(lǐng)黃河北岸河套地區(qū)的行政事務(wù)。
民國三年（1914年），杭錦旗隨伊克昭盟劃歸綏遠(yuǎn)特別區(qū)。
民國十七年（1928年），隸屬綏遠(yuǎn)省伊克昭盟。
民國二十五年（1936年），杭錦旗設(shè)立“文武衙門，文衙門即原有之旗政府，武衙門乃該旗騎兵保安公署”。
“札薩克為一旗之最高行政長官，系世襲”。
旗政府將旗內(nèi)民戶、區(qū)域劃分為36個(gè)蘇木（亦稱佐，各設(shè)章蓋，為直接管理蒙民戶口之官）；將蘇木組合為8個(gè)札蘭章京（亦稱參領(lǐng)），承旗政府東西梅楞之命，指揮各蘇木章蓋辦理基層事務(wù)。
民國二十九年（1940年），綏遠(yuǎn)省在黃河南岸杭錦旗境墾區(qū)與鄂托克旗境墾區(qū)設(shè)置桃力民辦事處（縣級(jí)），約管轄旗境三分之一的地區(qū)（包括今旗轄巴拉亥鄉(xiāng)、杭錦淖爾鄉(xiāng)、勝利鄉(xiāng)、四十里梁鄉(xiāng)、阿門其日格鄉(xiāng)、塔然高勒鄉(xiāng)、夭斯圖蘇木及呼和木都蘇木東部地等），隸屬綏遠(yuǎn)省第三行政督察專員公署（駐東勝）管轄。
民國三十八年（1949年）9月，杭錦旗和平解放。
1949年12月21日，綏遠(yuǎn)軍政委員會(huì)決定撤銷桃力民辦事處，將原屬桃力民辦事處的一部分地區(qū)劃回杭錦旗。
1950年春，杭錦旗人民政府成立，駐錫尼鎮(zhèn)，隸屬伊克昭盟。
1953年9月，撤銷杭錦旗設(shè)在黃河北岸的中、西巴嘎鄉(xiāng)，其轄區(qū)就近劃歸陜壩專署杭錦后旗、五原縣和安北縣。
同時(shí)，將達(dá)拉特旗西部黃河南岸3個(gè)鄉(xiāng)劃入旗境。
1954年3月，杭錦旗隨伊克昭盟劃歸內(nèi)蒙古自治區(qū)。
2001年，國務(wù)院撤銷地級(jí)伊克昭盟設(shè)立地級(jí)鄂爾多斯市，杭錦旗屬鄂爾多斯市管轄。