出羽丘陵に突き出た台地は縄文土器の宝庫成沢遺跡や土屋館からの出土品，発見品も多く古代人は確かにこの地でも生活していたようです。律令国家が衰退し地方豪族が台頭すると，この地方は清原氏の勢力下におかれていたようで，前九年の役・後三年の役の戦乱を経て，平泉藤原氏の治政のもとにありました。
鎌倉時代の様子は，土屋館八幡神社境内の虎王丸の層塔（秋田県重要文化財）や花館萩台出土の古瀬戸（同・考古資料）をはじめ，各地の板碑などから宗教色の強い文化だったことがわかっています。

また，大曲という地名の初見も正和元年（1312）金沢八幡神社に納経した経文の意趣書に見られ，鎌倉時代に入ってようやく大曲の姿が浮かんできます。関ヶ原の合戦後，佐竹氏の幕藩体制のもと，角間川には小野寺家臣団が居住して開墾し，大曲と花館は新羽州街道の駅馬継立村としての集落を形成しました。
明治維新と共に，江戸時代に蓄積された商業，経済力は一気に爆発し仙北郡の諸官公署，学校などが大曲に集中しはじめ，次第に仙北地域の中心的役割を担うようになり，そして大曲の名は米どころ仙北平野の米穀の集散地として全国に知られるようになったのです。
大曲町を中心に花館村，大川西根村，内小友村，四ツ屋村，藤木村が合併し，昭和29年大曲市が誕生，翌30年には角間川町がこれに加わり，大曲市が形づくられました。
大曲市は，平成17年（2005年）3月22日に太田町，神岡町，協和町，中仙町，西仙北町，仙北町，南外村と合併し，大仙市となりました。