黔东南是贵州最早的文化发祥地之一。20世纪80年代以来,在黔东南境内陆续发现多处远古文化遗存。天柱县辞兵洲、盘塘,以及清水江中上游的锦屏县亮江、阳溪,出土打制石器等多件文物,贵州省文物考古研究所等单位初步推测为旧石器时代晚期遗存。在榕江、天柱、黄平等县发现多处新石器时代遗存。在天柱县还发现商周遗存和战国秦汉时期遗存。
黔东南的区域,春秋时属牂牁、楚黔中地,战国时属且兰、楚黔中郡,秦代属黔中郡和象郡,汉代属武陵郡、牂柯郡和郁林郡,魏晋南北朝随情势而变迁。隋代属牂柯郡、沅陵郡。唐代属黔中道,置有思州、应州、充州、亮州等。宋代分属荆湖北路、夔州路和广南路,元代属湖广行省思州宣慰司(宣抚司、安抚司)、四川行省播州宣慰司。明洪武年间设镇远、清浪、铜鼓、五开、偏桥、古州、清平、兴隆8卫。永乐年间置思州、镇远、黎平、新化4府,隶属于贵州省。明朝后期,黔东南大部分属思州、镇远、黎平、都匀、平越5府。天柱明代属湖广行省靖州,清代划入贵州。清朝雍正年间设古州、清江、台拱、丹江、八寨5厅。
民国时期,黔东南的建置经历了数次调整。1913年,改府、厅、州为县。1914年,改县丞、巡检、吏目管地置分县,隶于所在县辖。同年设黔东道,治镇远,领镇远、邛水等26县。八寨、麻哈隶黔中道。1923年废道,各县直属于省。1935年贵州省设督察区分管各县,之后区划多次调整,名称也有改动。第八、第七、第一行政督察专员公署驻镇远;第十行政督察专员公署驻黎平。相继撤销分县建置。黎平、榕江、从江、丹寨、麻江隶都匀督察区。炉山隶平越督察区(1937年改隶镇远督查区)。1941年调整各县插花地,专区内属县边界日趋划一,完善了区乡保甲制度。
至1948年,镇远、黄平、天柱、台江、锦屏、炉山、雷山、施秉、岑巩、三穗、剑河属第一行政督察区;榕江、黎平、从江、麻江、丹寨属第二行政督察区。
新中国建立以后,黔东南的建置经历了一些调整变化。1949年11月镇远解放,成立贵州省镇远专区。1950年,贵州省分设8个专区,其中镇远专区辖炉山、黄平、施秉、镇远、余庆、雷山、台江、剑河、锦屏、天柱、岑巩、三穗12个县,黎平、从江、榕江、丹寨、麻江5县属独山专区(1952年改为都匀专区)。
1956年4月,国务院决定设置黔东南苗族侗族自治州,余庆县划归遵义专区。1956年7月23日,黔东南苗族侗族自治州(简称“黔东南州”)正式成立,辖镇远、炉山、黄平、施秉、雷山、台江、剑河、锦屏、天柱、岑巩、三穗、黎平、从江、榕江、丹寨、麻江16个县,州府定在凯里。
1958年12月,黔东南州调整行政区划,全州16个县并建为凯里、黄平、镇远、剑河、锦屏、黎平、榕江7个县。1961年8月至1962年11月,黔东南州陆续恢复16县建置。1962年底,全州辖凯里、麻江、丹寨、黄平、施秉、镇远、岑巩、三穗、天柱、锦屏、黎平、从江、榕江、雷山、台江、剑河16个县。1983年8月,国务院批准撤销凯里县建立凯里市。1984年1月,凯里市正式成立。
2023年底,黔东南州辖凯里市及丹寨、麻江、黄平、施秉、镇远、岑巩、三穗、天柱、锦屏、黎平、从江、榕江、雷山、台江、剑河15个县,共有60个乡(其中民族乡17个)、129个镇、28个街道,2154个村、282个居委会。