在五千年前，璧山就已有先民劳动生息。春秋战国时，县境为巴国地。周慎觐王五年（公元前316年），秦灭巴。周赧王元年（公元前314年），秦置巴郡江州县，今县域为江州县属地。据清同治4年《璧山县志》载：璧山“禹贡梁州之域，周为巴子国地，秦灭巴置巴郡为巴郡地，汉为巴郡地属益州，三国属蜀汉，晋为巴郡地属梁州，宋齐俱为巴郡地属益州，隋为巴江津二县地属渝州”。两汉时期，璧山境内经济发展已呈较高水平，来凤就设有驿站，成为成都至重庆的交通要道。东汉时期，璧山境内就已流行雕刻精美的画像石棺作为墓葬方式。
璧山自唐至德二年（公元757年）建县。据唐《元和郡县图志》（公元806年）记载：“壁山县，本江津、万寿、巴三县地，……川中有一孤山，西北二面险峻，东南面稍平，土人号为重壁山，至德二年（公元757年）置县，因山为名。”唐置县时，隶属渝州，其时县域包括今县境全部及今永川市、沙坪坝区含谷镇、北碚区澄江镇。
唐大历十一年（776年），分壁山县西南部分地置永川县。北宋崇宁元年（1102年），渝州改名恭州，壁山县隶属恭州。南宋淳熙十六年（1189年），升恭州为重庆府，壁山县属之，县辖双溪、多昆、含谷、王来、依来五镇。元初，壁山县屡遭兵灾。元朝至元二十二年（1285年），以壁山“地广人稀”并入巴县。明成化十九年（1483年），复置壁山县，属重庆府，清康熙元年（1662年），以“户口尚少，停壁山县铨，以永并治之”（即由永川县代管）。清雍正七年（1729年），复置壁山县，改名“壁山”为“璧山”，隶属川东道重庆府。
民国3年（1914年），璧山县属四川省东川道。民国17年撤销道，直属四川省。民国25年（1935年），四川省下设行政督察区，璧山县属四川省第三行政督察区。
1949年12月1日璧山县解放，属川东区巴县行政专员公署管辖。是年12月20日，巴县行政专员公署改驻璧山，更名璧山行政专员公署。1951年4月，璧山专署迁至江津，改名江津专区，属之。1960年江津专署迁往永川。1968年，江津专区更名江津地区，属江津地区。1981年，江津地区更名为永川地区，属永川地区。1983年4月1日，永川地区与重庆市合并，璧山县属重庆市辖。1997年重庆设立直辖市，璧山县隶属重庆市。
唐置璧山县时，县署在今璧城街道。清雍正七年复置璧山县制时，因县城残破，衙署无存，短时寄治来凤驿。雍正十年（公元1732年）县令奉文在今璧城重建。此后，民国时的县政府、中华人民共和国成立后的县人民政府所在地一直在今璧城街道。
璧山县位于重庆市以西，东经106 。02'至东经106。20'，北纬29。17'至29。53'。东西宽15.5公里，南北长66.5公里，县域面积915平方公里。东邻沙坪坝、九龙坡；南界江津；西连铜梁、永川；北接合川、北碚。璧山地处重庆西大门，是川东、川北、渝西各县市到重庆的交通要道。1995年7月成渝高速公路开通后，从县城以南15公里的青杠街道上高速公路至重庆（陈家坪），里程为23公里。
璧山县地质构造属川东南弧形构造带，华蓥山复式背斜中的温塘峡背（东山）与沥青峡背斜（西山）之间。据清同治四年《璧山县志》载：璧山“形如柳叶，四壁皆山，外高中平”。境东有缙云山，西有巴岳山，东山、西山为天然屏障，海拔分别在500－810米和500－885米之间，两山夹一槽，中部系丘陵地带，海拔在270－400米之间。东西山面积约161平方公里，占全县总面积的17.6%，丘陵面积753平方公里，占82.4%。县域地表水属外流水系，有大小溪河75条。其中，璧南河系长江一级支流，全长73.1公里，在江津油溪注入长江；璧北河全长37公里，在北碚澄江注入嘉陵江；梅江河流经璧山西部各乡镇，全长53公里。境内植物属亚热带常绿阔叶林，自然植被以常绿针叶林为主，竹林次之。常绿针叶林以马尾松为主、杉柏为辅。森林面积329799亩，县城公共绿地面积164416平方米。
璧山县地处中亚热带湿润季风气候区，气候湿润，雨量充沛，四季分明。具有春旱、夏热、秋迟、冬暖、无霜期长以及风速小、湿度大、日照少、云雾绵雨多的特点。年平均气温18.3℃，极端最高气温39.7℃，极端最低气温2.3℃；年平均降雨量1231.2mm；年平均日照时数911.5小时；年平均风速1.6米/秒；年平均相对湿度80%；年平均无霜期337天。
