南丹县县名始见于宋元丰(1085年)前，以出产朱砂(又称丹砂)向朝廷进贡，又地处南方故称南丹。
南丹西北部(今月里、六寨、里湖一带)古为夜郎国属地。汉元鼎六年(公元前111年)今县地称蛮地，属牂牁郡毋敛县地。三国时期属蜀国益州牂牁郡毋敛县地域。直至晋朝(265-420年)仍沿袭汉制。
南朝宋、齐时期(420-502年)，今县地仍属毋敛县地。梁、陈(502-589年)时期，废毋敛县，今县地属马平郡管辖。
隋朝(589-618年)南丹沿称蛮地，属黔安郡。
唐为羁縻极边之地，在境置羁縻鸾州(今月里、巴峨一带)、羁縻延州(今巴平、六寨一带)、羁縻明州(今县城附近)、羁縻福州(今大厂、高峰一带)、羁縻那州(今吾隘乡那地村南二里那周屯)，属黔州都督府，五代十国改属宜州。
宋开宝七年(974年)七月，壮族土酋莫洪曣纳土归宋，废羁縻明州，改称南丹州。元丰三年(1080年)，南丹土官莫世忍向朝廷进贡，朝廷另赐新印"南丹州印"。崇宁初年(1102年)(今那地)壮族土酋罗世念纳土归宋，崇宁五年(1106年)建羁縻地州。大观元年(1107年)改南丹州为观州(州址在今高峰街);同时，置羁縻孚州(今昌里一带)，统归仁等县，治所归仁县;置羁縻允州(今星店、大平一带，宋末改称永州);废羁縻延州。大观四年(1110年)，羁縻孚州废，归仁县、孚州改称靖南寨，隶观州。政和七年(1117年)废靖寨，恢复孚州、归仁县。宣和三年(1121年)重废孚州及归仁县，复置靖南寨。绍兴四年(1134年)废观州，恢复南丹州，废靖南寨。宋代南丹州属庆远府辖，羁縻那州、地州为广南西路直属。
元至元十四年(1278年)南丹土官莫大秀奉表内附，南丹州改称南丹安抚司。大德元年，南丹安抚司与庆远路同省之，设庆远南丹溪峒等处军民安抚司。羁縻鸾州改称鸾州长官司，羁縻永州改称永州长官司，羁縻福州改称福州长官司，另置延州长官司。那州、地州沿袭，直属湖南道思州军民安抚司。