娄烦古称楼烦,原为部落名称,后演变为地域概念。据考古证明,早在新石器时代,境内已有人类繁衍生息。
夏后,楼烦建国于宁武。春秋时期,逐渐强盛,扩展领地。晋景公十二年(前588),晋国由智、韩、魏、赵、范、中行六大夫专权,相互争战,今娄烦地区被楼烦王乘机占领,并有楼烦布币流通。晋平公十七年(前541),晋国北扩,楼烦族北退,晋占其地。晋出公二十二年(前453),韩、魏、赵三家分晋,赵踞太原,北与楼烦、林胡相对抗。武灵王时,赵国实行“胡服骑射”的军事改革,国势逐渐强盛起来,北破楼烦、林胡,灭中山,占云中、九原,楼烦地区尽属赵地。
秦、汉、三国、西晋时期,娄烦地区属太原郡或太原国。北魏时期,属肆州秀容郡。
隋初置楼烦监牧。开皇十八年(598),属汾源县。大业四年(608),置娄烦郡,辖汾源(静乐)、临泉、秀容3县,隋末陷废。郡治左设三教寺(在今娄烦县汾河水库淹没区)。
唐初复置娄烦郡。武德四年(621),置六度县,治所在今娄烦县城以北15千米的东六度村,属管州。六年废管州,并省汾阳县、六度县入静乐县,隶岚州楼烦郡。开元四年(716),王毛仲筑楼烦城。天宝元年(742),改岚州为楼烦郡。乾元元年(758)复为岚州。贞元十五年(799),置楼烦监,杨钵为监牧使,专领监司,不系州司。龙纪元年(889),李克用于楼烦监表置宪州,统楼烦、玄(元)池、天池3县,州治、楼烦县治在监西1里(在今娄烦县汾河水库淹没区),天池县治在今娄烦县孔河沟。
五代时期,属太原府宪州。
宋咸平五年(1002),楼烦依旧立县,改属岚州。金大定二十九年(1189),属河东北路岚州。
元太祖十六年(1221),废楼烦县入管州。至元二年(1265)入岚州,其年复置县,隶属太原路。次年又废县入管州。至元七年立巡检司,仍隶属管州。
明洪武二年(1369),楼烦为镇,并设巡检司。万历年间,“楼烦”更名为“娄烦”。
清初,沿明制。雍正二年(1724),娄烦为镇,设巡检司,属忻州静乐县。
民国元年(1912),废府改道,静乐县属山西省雁门道。全县划为3个区,今娄烦县大部分地区为第二区。民国29年(1940)1月,娄烦属晋西北行政公署三专署静乐县,为静乐县抗日民主政府驻地。
民国34年(1945)抗日战争胜利后,11月晋绥边区将原归八专署管辖的静乐县改称娄烦县,同时划归三专署管辖,县政府设在娄烦镇。次年2月,废娄烦县、复置静乐县,娄烦地区归静乐县管辖,并属六专署。
中华人民共和国成立后至1971年4月,娄烦地区一直属静乐县。
1971年5月,经国务院批准复建娄烦县,属吕梁地区。1972年4月,娄烦县改属太原市,至今未变。