今喀喇沁旗区域，秦朝和西汉均属右北平郡辖地。东汉时，初属乌桓、鲜卑，后属鲜卑地。魏晋时期，初属鲜卑部，后属前燕地。南北朝时代，属库莫奚。唐代，属契丹、奚活动地。辽代，今喀喇沁旗东部属中京道大定府恩州，州治所在今旗境西桥乡一带；西部属大定府松山州，治所在今赤峰市松山区城子乡。金代，属北京路大定府，恩州改恩化镇，西部地区属松山县。元代，今喀喇沁旗地西北部属上都路，东部属大宁路。明初，属大宁都司，后为兀良哈三卫地。

后金天聪二年（1628），喀喇沁部向后金通款。天聪九年（1635），编喀喇沁部为左、右翼两个札萨克旗，喀喇沁右翼旗（其境包括今喀喇沁旗），隶属于卓索图盟。自天聪九年（1635）朵颜卫兀良哈为喀喇沁封建主后，驻地未定，只有屯兵场所，居今喀喇沁旗十家乡的称巴罕明安（意为小一千），居于其北的称达里明安（今元宝山区境内，意为海一千），居于哈喇兀苏称依克明安（现建平县黑水镇，意为大一千）。直到崇德之初，才在小喀喇沁（今建平境内）安居下来，仍沿称旧名喀喇沁，即喀喇沁右翼旗治所。

清康熙四十四年（1705），析喀喇沁右翼旗南及东南置喀喇沁中旗。康熙九年（1670），迁至石碑沟河（今称锡伯河）龙山脚下（今喀喇沁旗龙山乡）。康熙五十五年（1716），迁至今锦山镇花山脚下。乾隆二十二年（1757），迁至柏山脚下。雍正初年，设热河厅、八沟厅、喀喇河屯厅、塔子沟厅、乌兰哈达厅、三座塔厅、四旗厅，今喀喇沁旗属八沟（平泉）厅统辖。乾隆四十三年（1778），改热河厅为承德府，其余各厅改为一州五县，一州即平泉州，喀喇沁右旗属平泉州管辖。光绪三十年（1904），辟喀喇沁右旗东部、平泉县北部、建昌县西部，增设建平县。