Çemişgezek'in tarihi MÖ 4000 yıllarına kadar uzanmaktadır. İlçenin bilinen tarihi, 1968-1970 yılları arasında Keban Baraj Gölü çevresinde yapılan araştırmalar sonucunda, H. Zübeyir Koşay tarafından ortaya konmuştur. Çemişgezek, tarih boyunca Hititler, Urartular, Romalılar, Bizanslılar, Abbasiler, Büyük Selçuklular, Saltukoğulları, Mengücekler, Çubukoğulları, Artukoğulları, Anadolu Selçukluları, Karakoyunlular, Akkoyunlular ve Safevi devletleri gibi birçok medeniyetin hakimiyetinde kalmıştır.