吉木乃县在历史上是我国北方古代诸多民族的游牧地。2000多年来始终在我国中央王朝的有效管辖、治理之下。公元前五世纪塞种人在此地游牧。秦汉时，呼揭、匈奴相继驻牧于此。魏晋南北朝时为柔然、突厥薛延陀部等民族驻牧。隋唐之际，为西突厥葛逻禄牧地。唐王朝先后设大漠、阴山、金山都护府管辖其地。五代宋、辽时期，克烈、乃蛮等部在此游牧。西辽曾在此设西部招讨司。宋嘉泰四年（公元1204年），蒙古铁木真征服乃蛮，乃蛮西迁，斡亦剌惕部崛起，本地为窝阔台封地，设尚书省、行省。
明朝之际，称斡亦剌惕为瓦剌，即史称四卫拉特。清领正朔之后，四卫拉特部先后臣属清廷，时准噶尔部噶尔丹隶叛无常，康熙帝曾三次亲征，于康熙三十五年（公元1696年）尽服准噶尔部，准噶尔由定边将军治下。雍正十二年（公元1735年），清廷准左列将军策凌奏议同意喀尔喀与准噶尔部牧地以阿尔泰岭、哈巴、博尔济（县名异译）为界。清乾隆二十年（公元1755年），清朝平定准噶尔。清乾隆二十四年（公元1759年），清平定大小和卓叛乱，统一新疆。清乾隆二十七年（公元1762年），清设“总统伊犁等处将军”，统辖天山南北路，本地属将军治下塔尔巴哈台参赞大臣管理。清同治六年（公元1867年），清设布伦托海办事大臣兼领塔城、阿尔泰事务，1869年撤布伦托海办事大臣，阿尔泰仍归科布多参赞大臣管理。1906年科布多、阿尔泰分治，吉木乃始属阿尔泰办事大臣治下，直属清理藩院。
1912年中华民国成立，阿尔泰作为特别区，直属中央政府，任原阿尔泰办事大臣帕勒塔亲王为阿尔泰办事长官。1916年设吉木乃县佐。1919年4月北京中央政府决定改阿尔泰区为阿山道，归入新疆省统辖。民国十九年（1930年）十月，吉木乃县佐升格为县，属阿山道管辖。1933年达列里汗·艾林任吉木乃县县长。1934年后，阿山道改为行政区、行署、专员公署。1954年经国务院批准为区别蒙古国和苏联的阿尔泰名称，改称阿勒泰专区，吉木乃县一直隶属阿勒泰地区。设县之初，吉木乃区域较大，后因与和布克赛尔县划分萨吾山界线，以及草场隶属，陆续减少部分辖区面积。在社会主义建设中，阿勒泰地区又对吉木乃县与邻县相邻的牧场和耕地作了部分调整。1989年，阿勒泰地区行署根据自治区人民政府指示，组织各县进行县界勘定工作，第一次全面确定各县的行政区划界线。
吉木乃县省道有两条：S31965线，吉木乃县城--老吉木乃（186团），中华人民共和国成立前是自然路，1989年前是砂、石路面。1989年由新疆公路局设计院按三级公路标准测设，5月由阿勒泰公路总段协助吉木乃县公路段施工修建，全长22.86千米，路基宽8米，路面宽6米。1989年10月竣工。由吉木乃县公路段养护。S22965线，吉木乃县城--黑山头，中华人民共和国成立前是自然路，1984年--1986年，由原工交局牵头，县养路队施工，按无等级公路设计，修建了吉木乃县第一条公路。
1991年县委、政府牵头申请改建吉木乃--黑山头公路。1993年自治区人民政府批准，自治区交通厅投资，由新疆公路局设计院按三级公路标准测设，同年5月动工，全长84.378千米，1992年已由阿勒泰养路总段工程队完成15.5千米，还有68.878千米由吉木乃县总承包施工。路基宽12米，路面宽8米，1995年由阿勒泰公路总段铺成沥青路面，总投资1000万元。全程共设中桥2座，小桥4座，涵洞142道，桥梁设计车辆荷载汽40、挂100，桥面净宽一般地段为7+2*0.25米，通过人口密集地段桥梁增设人行道。跨径小于8米的单孔小桥，桥面宽度及涵
