元至顺元年（1330）时，今鄂托克旗境西部边沿地带属甘肃行省宁夏府路灵州地，其余大部属陕西行省延安路辖地，属察罕脑儿（在今乌审旗曾建有宫殿和行政机构）皇室封地。

明永乐十一年至宣德五年（1413—1430），今旗境属陕西宁夏卫。明正德五年（1510）后，统属蒙古鄂尔多斯万户牧地。明万历十年（1582）时，今旗境属“祅儿都司”。

清顺治七年（1650），编克扣特、锡巴图沁、乌拉特、唐古特蒙古诸“鄂托克”为鄂尔多斯右翼中旗（辖境相当于今鄂托克旗、鄂托克前旗全部，乌海市海勃湾区、海南区，陕西省靖边、定边2县和宁夏回族自治区盐池县长城以北地区、陶乐县黄河以东地区），属伊克昭盟（今鄂尔多斯市），设札萨克掌理旗务，世袭罔替。下辖15参领、83佐领。