История Ненецкого автономного округа охватывает период с палеолита до наших дней и является частью истории Русского Севера.
Про время прихода первых древних людей на крайний северо-восток европейской части России существует несколько гипотез. По самой распространённой из них, люди появились здесь в эпоху палеолита, ранее 8 тысячелетия до н. э., на что указывают памятники археологии в районе Харуты и Пым-Ва-Шор. В соответствии со второй гипотезой, первобытное население пришло в тундры в эпоху мезолита, примерно в 8—6 тысячелетии до н. э. По последней гипотезе, люди заселили тундры в эпоху неолита, в 5-ом — середине 3-го тысячелетия до н. э. Остатки поселений этого периода времени обнаружены в бассейнах рек Колва-вис, Коротаихи и в нижнем течении реки Печора. Предположительно первыми жителями тундры были охотники на северных оленей, пришедшие на север с верховьев Волги.
В эпоху неолита и бронзовом веке, а вероятно и ранее, первобытный человек вышел в Баренцево море и достиг островов. Это подтверждается находками на острове Вайгач, который открыли русские поморы во время морского промысла в XII веке. В период максимального похолодания во второй половине 1-го тыс. до н. э. происходит отток человеческих коллективов из арктической зоны Припечорья.
До заселения суровых краев к югу от арктического побережья предками ненцев, по берегам северных рек проживал народ сихиртя. Русские называли это племя «чудь». Это племя жило и торговало там, где впоследствии появится Нарьян-Мар. Говорят, первые жители Пустозерска смогли застать местных сихиртя, которые занимались торговлей на северных болотах, но ушли сихиртя также незаметно, как и появились в арктических краях.
Насчёт происхождения ненцев и других народов самодийской группы имеется несколько гипотез. Согласно первой (теория Страленберга), предками этих народов являются аборигены субарктического района. В соответствии с другой, самодийские народы вышли из бассейна Волги. По третьей гипотезе (теория Фишера — Кастрена), северные самодийские народы, то есть современные ненцы, энцы, нганасаны и селькупы — потомки самоедских племён Саянского нагорья. По четвёртой гипотезе (теория Г. Н. Прокофьева) предки северных народов — не только самодийские племена Саянского нагорья, но и аборигены Крайнего Севера.
На территории нынешнего Ненецкого автономного округа в различное время создавались населенные пункты, но в силу разных причин были покинуты жителями. Одним из таких был Пустозерск, ныне исчезнувший город в нижнем течении Печоры, в Заполярном районе Ненецкого автономного округа.
В 1499 году в одном из рукавов дельты Печоры (ныне Городецкий шар) в 100 км от устья, на берегу Пустого озера, по указу князя Ивана III, был заложен острог Пустозерск — ставший первым русским городом за полярным кругом. Затем отряд двинулся дальше в Югру. На гарнизон Пустозерска была возложена миссия охраны границ Московского государства и Югры и обеспечение сбора дани в виде пушнины.
В начале XVII в. был образован Пустозерский уезд, который простирался от реки Мезень до Урала и от Баренцева моря до реки Вычегды. В его состав вошли Пустозерская волость, а также Ижемская и Усть-Цилемская волости. В Пустозерске к тому времени насчитывалось около 2 тысяч жителей. В городе жили чиновники и военные. Но с развитием более удобных торговых путей, предвосхитивших в дальнейшем появление Северного морского пути, Пустозерск на долгое время оказался заброшенным. Это отрицательным образом сказалось на развитии Печорского края. Уменьшение доходов от торговой и промысловой деятельности ухудшило экономическое состояние города, что привело к снижению численности населения в Пустозерске.
Со второй половины XVII в. отдалённый Пустозерск стал местом ссылки государственных преступников. В 1667 году в Пустозерский острог был сослан протопоп Аввакум Петров, глава старообрядчества и идеолог раскола в православной церкви, писатель. Здесь он написал своё «Житие». Аввакум Петров казнён 14 апреля 1682 года в Пустозерске вместе со священником Лазарем, дьяконом Фёдором и иноком Епифанием путём сожжения в срубе. Несколько лет в пустозерской ссылке находился известный дипломат и культурный деятель XVII века боярин Артамон Матвеев со своим сыном — Андреем Матвеевым, будущим сподвижником Петра I. Здесь же на мысе Виселичный на Городецком озере казнили ненцев-харючи, совершавших набеги на крепость.
В 1762 году по указу Екатерины II была разобрана окончательно обветшавшая пустозерская крепость. В 1780 году Пустозерский уезд был упразднён, а его территория вошли в состав Мезенского уезда, Пустозерск стал центром Пустозерской волости.
В 1924 году Пустозерск потерял статус города, а в 1928 году перестал быть и центром сельсовета, утратив последние административные функции. На 1 января 1928 года в нём было 24 жилых дома и 183 жителя, в 1950 году — лишь 12 жилых домов. Пустозерск был окончательно покинут в 1962 году.
15 июля 1929 года был образован Ненецкий округ Северного края. Активное участие в создании округа приняли П. Г. Смидович и Н. Е. Сапрыгин. В состав округа из Архангельской губернии вошли: Канинско-Тиманский район, Пешский и Омский сельсоветы Мезенской волости Мезенского уезда, Тельвисочно-Самоедский район Печорского уезда. Из АО коми (зырян): Большая Земля (тундра) Ижмо-Печорского уезда. Таким образом, по Постановлению ВЦИК утверждён следующий состав Ненецкого округа: Канинско-Тиманский район, с центром в селе Нижняя Пёша и Ненецкий район (Большеземельский), с центром в культбазе Хоседа-Хард.
Постановлением ВЦИК от 20 декабря 1929 были внесены изменения в административные границы округа: в состав была включена Пустозерская волость Печорского уезда (за исключением Ермицкого сельсовета) и прибрежные острова, а также был образован третий административный район — Пустозерский район, с центром в селе Великовисочное.
В 1930 году Ненецкий округ переименован в Ненецкий национальный округ. 1 января 1931 года население составило 14 983 человека (всё сельское), плотность населения — 0,07 чел./км². Площадь — 214 500 км². В 1931 году Пустозерский район был переименован в Нижне-Печорский, а его райцентр был перенесён в село Оксино.
Постановлением ВЦИК от 2 марта 1932 года административный центр Ненецкого национального округа, Северного края, был перенесён из села Тельвисочного в рабочий посёлок Нарьян-Мар.
Постановлением Президиума ВЦИК от 10 февраля 1934 к Ненецкому округу были причислены многие острова, находящиеся вблизи территории округа, в том числе остров Вайгач, а также территория Несского сельсовета Мезенского района.
В 1940 году был образован Амдерминский район и тундровые советы — Карский, Ю-Шарский и Вайгачский (островной).
В октябре 1940 года посёлок Воркута был передан из Большеземельского района в состав Коми АССР.
В годы Великой Отечественной войны в Нарьян-Маре с октября 1941 года в городе начал действовать военный аэродром, который относился к 772-й авиабазе Беломорской военной флотилии. Самолёты из Нарьян-Мара выполняли разведывательные полёты в Арктике.
17 августа 1942 года в двух милях от северного побережья острова Матвеев в Баренцевом море германская подводная лодка U-209 открыла артиллерийский огонь по каравану судов, шедших из посёлка Хабарово в Нарьян-Мар. Лихтер «Ш-500», баржа П-4 и буксирный пароход «Комилес» были потоплены. Буксирный пароход «Комсомолец» загорелся и выбросился на берег. Пароходу «Норд» удалось уйти. Из 328 человек, находившихся на судах уничтоженного каравана, 305 утонули либо погибли в ходе артиллерийского обстрела.
В 1943 году на востоке округа произошло восстание ненцев «Мандалада».
В День авиации 1944 года работники Нарьян-Марского морского порта передали лётчику Беломорской военной флотилии В. В. Томашевскому самолёт-бомбардировщик Ил-4 «Работник Печорского флота», купленный на деньги портовиков. 7 сентября 1944 года труженики Ненецкого округа передали лётчикам Беломорской военной флотилии истребитель Як-7Б «Нарьян-Марский судостроитель», который был вручён Герою Советского Союза капитану А. К. Тарасову.
В июле 1954 года к округу отнесён остров Колгуев.
В 1955 году Нижне-Печорский район был упразднён, а к 1959 году это коснулось всех районов Ненецкого национального округа, их территория перешла в прямое окружное подчинение.
В 1977 году Ненецкий национальный округ был переименован в Ненецкий автономный округ.
В 1993 году Ненецкий автономный округ в соответствии с Конституцией Российской Федерации получил статус субъекта федерации.
В 2005 году в Ненецком округе был образован Заполярный район.
Конкурс на создание гимна Ненецкого автономного округа был объявлен в начале 2006 года. Первый этап – выбор текста – завершился в мае 2006 года. Лучшим вариантом стихотворного произведения были признаны стихи ненецкой поэтессы Инги Артеевой. Композитором гимна стала Татьяна Артемьева – концертмейстер детской школы искусств города Нарьян-Мара.
Гимн НАО на русском языке:

Поём тебя, Ненецкий округ,
Великой России опора!
Да здравствует край заполярный,
Родимые наши просторы!
Надёжный форпост нерушимой
Единой Российской Державы,
Для Родины нашей любимой
Источник богатства и славы!

Припев:
Наш округ заполярный,
Родной, любимый край,
Тебе поём мы славу,
Живи и процветай!

Здесь издавна трудятся вместе
И ненец, и русский, и коми,
И всем есть достойное место
В приветливом северном доме.
Сердца в унисон наши бьются
Под светом полярных сияний:
На Севере люди — как братья,
Недаром они — северяне!

Припев:
Наш округ заполярный,
Родной, любимый край,
Тебе поём мы славу,
Живи и процветай!

Здесь много и газа, и нефти,
Богато оленями стадо,
Полны свежей рыбою сети,
Другой нам Отчизны не надо!
Поём тебя, Ненецкий округ,
Великой России опора.
Да здравствует Север любимый –
Бескрайние тундры просторы.

Припев:
Наш округ заполярный,
Родной, любимый край,
Тебе поём мы славу,
Живи и процветай!

15 июля 2014 года гимн впервые прозвучал на ненецком языке.
Но также есть неофициальный гимн – советская песня «Нарьян-Ма́р, мой Нарьян-Ма́р». Написана в 1964 году после поездки композитора Григория Пономаренко с женой, певицей Екатериной Шавриной, по Ненецкому национальному округу.
В 2010 году Санкт-Петербургский монетный двор выпустил монету “10 рублей” с гербом Ненецкого автономного округа в тираже 1 950 000 шт.