Çemişgezek tarihinin M.Ö.4000 yıllarına dayandığı, Keban Barajı’nın inşası sırasında yapılan bilimsel araştırmalarda elde edilen bulgulardan anlaşılmaktadır. Çemişgezek ve çevresine İlkçağ’da Kuhuriler, Hititler, Urartular, Medler, Persler, Roma İmparatorluğu; Ortaçağ’da Bizans İmparatorluğu, Büyük Selçuklu İmparatorluğu, Saltuklular, Artukoğulları, Anadolu Selçukluları, Karakoyunlular, Akkoyunlular; Yeniçağ’da ise Osmanlı İmparatorluğu egemen olmuştur.

Tarihçiler tarafından M.Ö. 4000 yıllarından başlatılan tarihi ile Çemişgezek’in sürekli olarak önemli bir yerleşim ve konaklama yeri olduğu bilinmektedir. Anadolu Selçuklu Devleti, Çemişgezek’i 1200’lü yılların başında beylik merkezi haline getirmiştir. Çemişgezek Beyliği, Kanuni Sultan Süleyman zamanına kadar mevcudiyetini sürdürmüştür. Çemişgezek 1518’de liva haline getirilerek Diyarbakır eyaletine bağlanmıştır. Uzun yıllar Diyarbakır eyaletine bağlı bir sancak olarak idare edilen Çemişgezek, 1858 yılında kazaya dönüştürülerek Harput’a bağlanır. 1880 yılına gelindiğinde ise Çemişgezek’in Keban’a bağlı bir nahiye olduğunu görmekteyiz.1881 yılında Dersim vilayeti kurulunca Çemişgezek kaza haline getirilerek vilayet merkezi olan Hozat’a bağlanır. 1925’te Dersim vilayetinin kalkmasıyla birlikte Çemişgezek Elazığ’a bağlanmıştır.

Çemişgezek, 25 Aralık 1935 tarih ve 2885 Sayılı Kanun ile teşkil edilen Tunceli vilayetine bağlanmıştır. Ancak Tunceli vilayeti, özel kanuna göre 01.01.1947 tarihine kadar geçici merkezinin bulunduğu Elazığ’dan idare edilmiştir.