公元前399至公元前387年，赵国君王赵武侯（即《史记》里的赵武公）筑云中城。战国赵武灵王二十年（公元前306年），赵武灵王建云中郡（今托克托县古城乡古城村）。秦朝置云中郡，为秦始皇帝全国所建36郡之一（云中郡管辖区域西南从黄河南岸起，北至阴山，东北达大青山和峦汗山转弯地点以北，南到长城界）。西汉沿袭云中郡，领11县，在今托克托县境内有云中（今县古城乡古城村）、阳寿（今县中滩乡河口村东梁上）、沙陵（今县中滩乡哈拉板申村北）、祯陵（今县燕山营乡章盖营村）等县。王莽时改云中郡为受降郡，改云中县为远服县、沙陵县为希恩县、阳寿县为常得县、祯陵县为祯陆县。东汉时恢复云中郡和沙陵等县名称，属并州刺使部。三国建安二十年（215），曹操从云中、九原等郡迁民内地，“云中、河西之间其地遂空”。西晋太康二年（281），今托克托县境属拓跋鲜卑政权统辖地。