早在新石器时代就有人类生存繁衍（距今1万年前）；战国初为代国延陵邑（前475），后赵国建延陵县（前457）；晋、北魏为鲜卑族封地（295）；唐设天成军（631）；辽代始设天成县（1044）；明洪武二十六年（1393）置天成卫，正统十四年（1449）迁镇虏卫至天成卫，二卫同治（镇虏旧卫在今呼和浩特市托克托县东南，迁至县城西，辖26个堡寨；天成卫在县城东，辖39个堡寨、3个军垦、2个哨马营、领兵5707人）；清顺治三年（1646）合天成、镇虏二卫为天镇卫，雍正三年（1725）改制为天镇县；1952年11月由察哈尔省察南专区归入山西省雁北专区，1993年7月归属大同市。