海西蒙古族藏族自治州建政于1954年,现辖格尔木、德令哈、茫崖三市,都兰、乌兰、天峻三县和大柴旦一个行政委员会,共有43个乡镇(街道)、392个村(社区).常住人口60万,其中户籍人口40.49万.因居青海湖以西,故名海西.州域总面积32.58万平方公里,占全省的45.17%,是青海省区域面积最大的民族自治州,主体为中国四大盆地之一的柴达木盆地("柴达木"系蒙古语,意为"盐泽之地"),盆地面积约占全州总面积的78.76%,故柴达木又成为海西州的代称.
海西历史悠久.古为西羌地,两汉时今海西东部为先零卑禾等羌人部落活动范围,西部属"若羌国".汉平帝元始四年(公元4年),王莽置西海郡,今海西东部属之.王莽末郡废,复为羌地.
东晋后期,今海西西部为吐谷浑属地,东部为鲜卑乙弗国地(后并于吐谷浑).吐谷浑首领拾寅在位时(约公元452年),曾在白兰(今都兰县诺木洪一带)修建城廓,至吐谷浑伏连筹即位期间(公元491-529年)曾建都于今海西境内,后移置伏俟城(今共和县石乃亥乡铁卜洽古城).
隋大业五年(公元609年),隋军击败吐谷浑,在其地设置四郡,今海西东部属西海郡,西部属鄯善郡.隋末,吐谷浑复据故地.
唐贞观十年(公元636年),吐谷浑成为唐属国.龙朔三年(公元663年),吐蕃王国灭吐谷浑据有其地,今海西州曾隶吐蕃腊城节度使.
宋代,今海西西部为撒里畏兀尔(即黄头回纥)地,东部为吐蕃地方政权--角厮啰势力范围.
元代,今海西州西北地区为甘肃行省沙州路辖区,其余大部为宣政院所属吐蕃等处宣慰司辖区.元顺帝时,设曲先答林元帅府,封卜烟帖木儿为宁王,镇守今柴达木西部地区.
明初,今海西为安定、阿瑞、曲先、罕东四卫地,由西宁卫兼管.武宗正德七年(公元1512年)左右,东蒙古诸部开始进入青海,攻破塞外四卫,至此,成为东蒙古诸部统治地区.崇祯十年(公元1637年),居住在今新疆卫拉特蒙古(即西蒙古)和硕特部,在其首领顾实汗的率领下进入青海,统辖今海西地区.
清雍正三年(公元1725年),清庭编定青海蒙古左右两翼盟29旗,今海西州境划定9个蒙古旗,统归"钦差办理青海蒙古番子事务大臣"管辖.乾隆二十二年(公元1757年),班禅商上喇嘛移住巴彦托辉、岳霍洛依(即今都兰县香日德一带),为班禅香家旗.咸丰八年(公元1858年),藏族汪什代海部落迁入今天峻县境内驻牧,当地的蒙古北前旗北迁祁连.至光绪年间(公元1875-1908年)藏族沟里、日安两个百户部落迁入今都兰县境内落居.
民国元年(公元1912年)7月,青海办事大臣改为青海办事长官,今海西地区属之.次年增设蒙番宣慰使,管理蒙藏事务.民国4年(公元1915年),改由甘边宁海镇守使兼管.民国6年(公元1917年),归都兰理事辖,上隶甘边宁海镇守使.民国19年(公元1930年),改都兰理事为都兰县,辖今海西州全境,上隶青海省.民国27年(公元1938年),在今都兰县察汗乌苏镇设立青海省第八行政督察专员公署,民国30年(公元1941年),改称青海省第一行政督察专员公署,都兰县属其管辖.此间,从民国24年至民国30年(公元1935-1941年),生活在新疆的部分哈萨克族先后迁入今海西州境内落居.
1949年9月,青海解放.同年11月成立都兰县人民政府(驻地察汗乌苏),辖今海西州全境,直隶青海省.1952年9月26日撤销都兰县,设立县级"都兰县蒙藏哈萨克族自治区",1954年1月25日改建为专区级"海西蒙藏哈萨克族自治区"(驻察汗乌苏),1955年12月12日更名为"海西蒙藏哈萨克族自治州".
为开发建设柴达木盆地,1955年7月30日在格尔木设立了"柴达木工作委员会",作为青海省人委派出机构,处理开发建设柴达木盆地的日常工作.1956年2月更名为"柴达木盆地工作委员会",同年3月驻地迁至大柴旦.1957年4月撤销"柴达木盆地工作委员会",改设"柴达木盆地行政委员会",1958年1月更名为"柴达木行政委员会".
1959年1月,海西州人委由察汗乌苏迁驻大柴旦与"柴达木行政委员会"合署办公.1963年8月26日撤销"柴达木行政委员会",全政区称"海西蒙古族藏族哈萨克族自治州".1966年4月州府迁驻德令哈.1984年5月全州的哈萨克族群众自愿要求,并经国务院同意,全部迁返新疆,1985年5月21日定名为"海西蒙古族藏族自治州".
2022年4月,海西州被确定为"十四五"时期"无废城市"建设名单.
2021年5月,海西州位列2021年中国城市商业魅力排行榜第290(五线城市).
2021年5月,根据第七次全国人口普查结果,海西州人口数量为44.7万人,位列青海省各地市人口数量排行榜第4位,位列全国各大城市人口数量排行榜(地级市及以上)第326位.
2021年3月,海西州名列2021年中国城市综合实力排名榜第302位.
2020年5月,海西州位列2020年中国城市商业魅力排行榜第301.