县名因处巩乃斯河上游，另取“新源”，为新开垦的草原或新开拓的原野之意。哈萨克语称巩乃斯，“向阳”之意（据考证为突厥语，后来被蒙语、哈萨克语演变而得）。
自两汉迤晋皆为乌孙国地，至隋唐其地为西突厥兼并，改其国名为后汉那国，宋属乌孙逊，辽至元为阿力麻里行省，明为卫拉特，清时新源被置为厄鲁特营游牧地。1888年设宁远县，为宁远县（后改为伊宁县）一部。1930年巩留设县治后，为巩留县东部牧区。1939年4月经新疆省政府批准设立恰克满设治局，1942年更名为新源设治局。1946年置新源县（辞海释为1945年）。
1949年，中华人民共和国成立。1950年5成立新源县人民政府，下设3个区22个乡，时隶属伊犁专员公署（1970年改称为地区），1953年分设为5个区20个乡。1956年伊犁专员公署区撤销，新源县为（1954年11月27日成立）伊犁哈萨克自治州（简称伊犁州）管辖。同年经上及批准，将尼勒克管辖的每四区（下设3个乡）划归新源县，为新源县第六区（即现在的则克台镇、吐尔根乡）。时新源县辖6个区23个乡。1958年，公社化时期，撤销区、乡建制，设立公社、大队，就在此时，新源县创建了一批地方国营、公私合营农牧场（这些农牧场1980年全部转为国营农牧场），时有8个人民公社6个国营农牧场。1975年8月，因伊犁州机关由伊宁市迁驻奎屯市，新源县为伊犁地区管辖。1979年9月，新源县复为伊犁州管辖。1984年9月，恢复伊犁地区，新源县为其所属8县一市之一。同时，撤销公社、大队建制，设立乡（镇）村，新源县辖2镇8乡6个国营农牧场。1994年，撤销阿热勒托别乡、塔勒德乡、那拉提乡，设阿热勒托别镇、塔勒德镇、那拉提镇，新源县辖5镇、5乡6个国营农牧场。　2000年，新源县辖5个镇、5个乡：新源镇、则克台镇、阿热勒托别镇、那拉提镇、塔勒德镇、坎苏乡、吐尔根乡、别斯托别乡、喀拉布拉乡、阿勒玛勒乡。　根据第五次人口普查数  新源县
据：新源镇 43027人、则克台镇 21918人、阿热勒托别镇 29390人、塔勒德镇 25356人、那拉提镇 25986人、别斯托别乡 25415人、坎苏乡 10772人、哈拉布拉乡 17381人、阿勒乌勒乡 10397人、吐尔根乡 8490人、牡尔根农场虚拟乡 3109人、公安农场虚拟乡 2791人、前进牧场虚拟乡 3624人、高潮牧场虚拟乡 3572人、野果改良场虚拟乡 2138人、巩乃斯种羊场虚拟乡 7193人、新源马场虚拟乡 2988人、兵团七十一团虚拟乡 13464人、兵团七十二团虚拟乡 12831人。