正镶白旗历史悠久。据历史记载，汉时为上谷郡北境，唐为单于郡护府辖地，辽为西京倒塌岭节度使司南境，宋为辽地西境。从元代成吉思汗之孙、元世祖忽必烈1260年在今正兰旗境内的金莲川建都后，为历代皇室（黄金家族）领地和大汗的护卫地，归中书省上都路管辖，明为龙门地及开平（上都）卫西北边地，1480年蒙古中兴之主达延汗设立察哈尔左右翼各3万户。
正镶白旗是由历史上著名的察哈尔蒙古八旗正白旗、镶白旗及明安旗、太右旗的一部分合并而成。原正白旗、镶白旗是以清朝军队旗帜的颜色而取名的。正白旗的旗帜为全白色，镶白旗的颜色为中间白色镶红边。正白旗、镶白旗同时建于清天聪九年（1653年），建立初期兼有军事、行政、生产三方面的职能，清乾隆二十六年（1761年）归张家口都统管辖。民国三年（1914年）改为察哈尔特区，民国十七年（1928年）又改属察哈尔察北地区。民国二十五年（1936年）重新划属察哈尔盟，从此隶属察哈尔盟。1945年获得解放，建立了人民政权，当时正白旗辖18个佐，旗政府驻哈那哈达庙（和硕庙），1947年迁至布日都庙。镶白旗辖16佐，旗政府驻巴嘎海力根（衙门诺尔）。1949年3月两旗合并为正镶白联合旗。1956年9月11日经国务院三十七次会议决定，将正镶白联合旗改为正镶白旗。并将原属正兰旗扎格斯台苏木的西部、明安太右联合旗的宝力根陶海苏木和宝昌县二区（原属正镶白旗租银地）划属正镶白旗，形成现在的区域范围。1958年锡林郭勒盟与察哈尔盟合并，为锡林郭勒盟十二旗县市之一。
正镶白旗历史悠久，景色怡人，物产丰富，人杰地灵。历史上蕴育了多位历史文化名人，其中有十八世纪杰出的科学家明安图，著名藏学家、蒙古文学、历史、历法学家罗布生朱力图木等。
铁路：集（宁）—通（辽）铁路横贯正镶白旗南部78公里，并在旗所在地明安图镇设立了二级站，正镶白旗站是区间五大站之一。
公路：公路东至赤峰市417公里，西达集宁市244公里，南通张家口仅205公里，北到锡林浩特市237公里，距首都北京经110国道全程420公里，距207国道66公里。县级公路白（旗）—宝（昌）、白（旗）—化（德）县、白（旗）—黄（旗）线、白（旗）—兰（旗）—多（伦）县。全部通车，客运班车直达北京市、石家庄市、张家口市、呼和浩特市、锡林浩特市，交通十分方便。集赤304省道在正镶白旗南部境内77公里，路经明安图镇。省际通道横跨旗境内73公里。
