三都在夏朝屬梁州東南裔；商屬于荊州西南裔；周屬越，領牂牁國地；秦屬象郡且蘭縣地；漢屬牂牁郡；晉至南朝宋屬牂牁郡的東南角和武陵郡的西南角等處交界地；南朝齊屬牂牁郡東南角和齊熙郡西北角等處交界地；梁、陳屬南牂牁郡；隋屬牂牁郡.唐初開始在三都境內設治，貞觀三年（629年），置婆覽縣，即今三都恒豐、塘州、合江一帶；都尚縣，即今三都都江一帶，屬應州管轄，州治在都尚縣。宋代（960—1279年），屬夔州路紹慶府（今四川彭水縣）所轄五十六羈縻州的南部東段邊地。元朝至元二十六年六月（1289年），西南夷中下爛土等處洞長忽帶等人，以三百洞、一百一十寨內附。至元二十八年十月（1291年），將洞蠻爛土建立定云府，改陳蒙洞為陳蒙州，合江為合江州。至元二十九年正月，設陳蒙爛土軍民安撫司。明朝洪武十九年（1386年），改都勻定云安撫司為都勻安撫司。洪武二十四年三月，授張均為合江州陳蒙爛土長官，隸都勻衛。弘治七年五月（1494年），長官司改屬獨山州，隸新設的都勻府。雍正九年七月（1731年），置都江廳通判，即今三都水族自治縣都江鎮，隸都勻府。雍正12年（1734年），以爛土司地置三腳屯州同，即今三合、大河、普安、中和等鄉鎮。民國2年12月（1913年），都江廳改稱都江縣，三腳州同改稱三合縣。民國30年2月（1941年），貴州省政府將都江、三合兩縣合并，改名三都水族自治縣，三都水族自治縣治設三合鎮，都江縣署改為區署。

1949年12月6日三都解放，1950年1月14日三都水族自治縣人民政府成立。1956年9月11日，國務院全體會議第三十七次會議作出決定，撤銷三都水族自治縣，設置三都水家族自治縣，同年12月21日，將三都水家族自治縣更名為三都水族自治縣。1957年1月2日，三都水族自治縣正式成立，縣治設三合鎮，隸屬黔南布依族苗族自治州。此后，縣名、縣治一直沿襲至今。