Tunceli coğrafyası; M.Ö. 2200’lü yıllarda Hurrilerin, M.Ö. 1300’lerde Hititlerin, M.Ö. 1200’lerde Urartuların; devamında Med, Pers, Makedonya, Roma, Part, Doğu Roma (Bizans), Sasani ve Emevi/Abbasi (Arap) hakimiyetlerinin yaşandığı çok katmanlı bir tarihe sahiptir.

1071 Malazgirt Meydan Muharebesi’nin ardından Anadolu’da Türk hakimiyetinin hızla yayılmasıyla birlikte bölge, 1087 yılında kesin olarak Türk yönetimine girmiştir. Bu tarihten itibaren Selçuklular, Mengücekliler ve Akkoyunluların idaresinde kalan yöre, 1473 Otlukbeli Zaferi’nin ardından Osmanlı İmparatorluğu sınırlarına katılmıştır.

Osmanlı idari yapısında bölge, 1847 yılında Hozat merkez olmak üzere "Dersim Livası" adıyla sancak statüsüne getirilerek Erzurum’a bağlanmıştır. (Dersim kelimesi Farsça kökenli olup "Gümüş Kapı" anlamına gelmektedir.) Yöre, 1879’da ayrı bir vilayet yapılmış; 1886’da mutasarrıflığa dönüştürülerek 1892 yılında Elazığ (Mamüratülaziz) vilayetine bağlanmıştır.

Cumhuriyetin ilanından sonra, 25 Aralık 1935 tarihli kanunla bölgenin adı Tunceli olarak değiştirilmiş ve geçici merkezi Elazığ olmak üzere; Pülümür, Nazımiye, Hozat, Mazgirt, Pertek, Ovacık ve Çemişgezek ilçelerinin bağlanmasıyla Tunceli Vilayeti teşkil edilmiştir. 30 Aralık 1946 tarihinde ise il merkezi, o dönem Kalan Kasabası olarak bilinen günümüzdeki konumuna nakledilmiştir.