历史上的居延海水量充足，湖畔是美丽的草原，有着肥沃的土地，丰美的水草，是我国最早的农垦区之一，早在汉代就开始了这里的农垦历史，还是穿越巴丹吉林沙漠和大戈壁通往漠北的重要通道，也是兵家必争必守之地，《史记·匈奴列传》中记载：“（汉）使强弩都尉路博德筑城居延泽上。”后又在这里设郡立县，南北朝时期柔然占领这里，隋唐时这里属于突厥，宋代时这里在西夏国的统治之下，是当时西夏政治、经济、文化中心之一。在这片漫漫黄沙中的绿洲之中，碧水之畔，有过许多传说，也曾在这里发生过许多故事。相传，西汉的骠骑将军霍云病、“飞将军”李广，进攻匈奴时曾在居延泽饮马。据说，在元朝时，意大利人马可波罗也曾到过居延海。而唐代大诗人王维更是曾于湖畔驻足，并写下了著名的《塞上作》一诗：“居延城外猎天骄，白草连天野火烧，暮云空碛时驱马，秋日平原好射雕。”
