锡伯族发源于东胡系拓跋鲜卑部，原活动于大兴安岭地区。自汉代前后由大兴安岭地区往南迁徙，到明末清初，已分布于嫩江中游各支流适宜农耕地区，从事农业生产。清初被编入八旗，并调遣东北地区各城镇、要隘驻防。1764年（乾隆二十九年）4000余名军民被调遣新疆伊犁，万里长征屯垦戍边，形成了锡伯族目前的分布局面。
锡伯族是本民族的自称。在历史上，汉文史籍对锡伯在不同时期有不同的写法，如须卜、犀毗、犀比、悉比、失比、失必尔、师比、西卑、室韦、失韦、斜婆、西伯、史伯、洗白、西北、席白、席北、锡北、锡窝等，都是xiwe的同音异写，到明末清初定为锡伯。其含义有不同的解释,一说是鲜卑带钩的名称,即所谓“黄金犀毗”；一说是瑞兽之名；一说则由地名演变而来；另一说系鲜卑的音转。据多年来学界研究认为，锡伯族发源于汉代以前的东胡系，由东胡——鲜卑（拓跋部）——室韦（失韦）——锡伯演变而来。
东胡是一个活动范围极广的北方游牧民族部族联盟。到了秦汉，匈奴征伐东胡，占领其大部分领地，东胡部族联盟遂告瓦解，分裂为鲜卑和乌桓两大部，东胡之称自此淡出于史籍。
鲜卑也是一个庞杂的部族群体，主要由拓跋、慕容、宇文等不同部分组成。其中的拓跋鲜卑是比较强盛的部分之一，锡伯族就发源于该部。汉代前后，拓跋鲜卑作为东胡部族联盟的重要部分，活动于史称“大鲜卑山”的地区。汉代以后至北魏以前，拓跋鲜卑前后融入乌桓、匈奴及东部鲜卑余部，兼并蒙古高原的没鹿回部等，军队发展到20万人。及至公元4世纪，拓跋鲜卑大部在其头人率领下进入中原，建立了北魏王朝。而留居大兴安岭山脉一带、嫩江流域等地的拓跋鲜卑余众开始以室韦（失韦）、契丹、乌洛候、库莫奚等自称，鲜卑之称自此绝迹于史籍。
室韦部落众多，分布广泛。南北朝时期，一部分仍留居大兴安岭地区，而史称南室韦的一部分则已经迁徙到洮儿河和绰尔河流域聚落而居，成为今天锡伯族的直系祖先。辽亡金兴，洮儿河和绰尔河流域的锡伯族先祖处在了女真统治之下。女真在当时是游猎、游牧部族，金朝政府为了解决军需，在锡伯族先祖聚居的泰州等地设立屯垦区，令其继续屯垦，提供军粮，使锡伯族先祖的农业有了更进一步发展。女真统治者将锡伯部族的青壮年编入军队，因其作战勇敢，史称“硬军”，成为金朝的主要军事力量。
12世纪下半叶，蒙古在统一东北过程中，锡伯同女真一起抵抗蒙古军，不少人逃入人烟稀少的森林，成为后来史称“林中百姓”的一部分。战争中，洮儿河、绰尔河流域锡伯部族的农业生产遭到很大破坏，不少农业用地被辟为草原牧地。蒙古统治者将锡伯、契丹、汉族等列为第三等人，一方面为蒙古贵族及统治者服无偿劳役，另一方面在政治、军事上受到控制。元代，泰州等地的锡伯回到绰尔河、洮儿河流域，农业生产得以恢复，属辽阳省管辖。
明末，兀良哈三卫蒙古大部南迁，科尔沁部扩张到兀良哈三卫地区，洮儿河、绰尔河等地区为其控制，自此，锡伯部又处在了科尔沁蒙古统治之下。
明末，女真建州部崛起。明万历二十一年（1593年），蒙古科尔沁部联合锡伯、叶赫、哈达、乌喇、辉发、卦尔察、朱舍里、讷殷8部，以抗击努尔哈赤，结果九部联军败绩，史称“九部之战”。此后，努尔哈赤用安抚手段，对主动归服者赐予“佛满洲”（佛，满语意旧）之称，与满洲一视同仁。不少锡伯贵族投奔努尔哈赤，即历史上的“锡伯满洲”，其中有的被授以官职，被称为“锡伯世管佐领”。九部之战后，努尔哈赤根据盟旗制度将科尔沁蒙古分为十旗，锡伯部被编入科尔沁蒙古十旗。康熙三十一年（1692年），科尔沁蒙古将锡伯、卦尔察、达斡尔等14458丁口“进献”给清政府。自此，锡伯等部被称为“伊彻满洲”（伊彻，满语意新）。
锡伯部重新整编为65个牛录，分别调往齐齐哈尔、乌拉吉林（今吉林市）、伯都纳（今吉林省扶余地区）等地驻防。这是锡伯族在清代史上的第一次南迁。此后，又移防到盛京所属的开原、辽阳、义州、金州、兴京、牛庄、抚顺等地，其中有部分被派往顺天府，部分留驻京师，分配到满蒙八旗当差。
乾隆二十九年（1764年），平息准噶尔之乱后，清政府为了加强伊犁地区防务，从盛京将军所属的盛京、凤凰、辽阳、开原、牛庄、广宁、熊岳、复州、岫岩、金州、盖州、锦州、义州、兴京和抚顺15处抽调锡伯官兵1020名，连同眷属4000余名（内有路途上降生350余人，跟随而来405人），分成两个队，分别于同年4月上旬和中旬自沈阳出发，沿北方蒙古高原驿路，战风沙，抗洪水，忍饥挨饿，艰苦跋涉一年多时间，于1765年8月分别抵达伊犁惠远境内。伊犁将军随即将原编10个扎兰（队）缩编为6个旗（牛录）。1766年春，迁移到察布查尔地区，将六个旗扩编为八旗，组建锡伯营，成为“伊犁四营”（索伦营、锡伯营、察哈尔营和额鲁特营）之一。锡伯营是集军事、行政、生产三项功能于一体的组织，在其经历的145年历史进程中，为建设边疆、抵御外侵，作了巨大的贡献。
锡伯族军民迁驻伊犁河南岸后，自耕自食,开始在察布查尔各地修渠引水、开荒种地.其中有3个牛录的军民在伊犁河支流——绰霍尔河两岸安营扎寨，引该河水开垦土地1万亩,解决了锡伯营自身的口粮问题。同时，以清政府借予的马、牛为基础，创办了营办“马厂”和“牛厂”。
18世纪末19世纪初，锡伯人口逐年增多。时任锡伯营总管的图伯特根据军民的意愿，决定在绰霍尔河南开凿一条引伊犁河水的新渠，以扩大耕地面积。经过6年时间的艰苦劳动，终于在1808年初竣工放水。该渠东西长100余公里，渠深1丈，宽1丈2尺，时称“锡伯渠”或“锡伯新渠”，后称为“察布查尔布哈”（察布查尔渠，锡伯语，意为粮仓渠）。该渠一经凿通，自最东面之镶蓝旗至最西面的镶黄旗各牛录，增加新垦耕地78700多亩，自此，锡伯营军民的生活有了巨大的转机，察布查尔地区荒凉面貌开始改变，锡伯营成为伊犁八旗中最富庶的地区。
索伦营为伊犁四营之一，由达斡尔和鄂温克族组成。嘉庆三年（1798年）和道光十四年（1834年），清政府自锡伯营抽调260青壮年户1279人主要补充到索伦营西四旗。清末，索伦营锡伯族已占多数。在驻守台站、防守卡伦、开发边陲、平内攘外等活动中，锡伯族军民与达斡尔、鄂温克族军民同甘共苦，共同作出了贡献。
1883年清政府在恢复伊犁惠远城满营（时称旧满营）的同时，又设立了新满营，锡伯营当即为新满营输送了3200名壮丁，维护惠远城的社会安定。光绪末叶，八旗军民口粮供应紧张，伊犁将军采纳锡伯营总管色普希贤选派锡伯官兵去巩留（当时称特古斯塔柳）屯田的建议，于1896年在屯垦的基础上开始大规模兴修水利、开垦荒地、兴建村舍和兵营，当时称为“兵屯”。巩留人口逐年增多。辛亥革命后，锡伯族官兵解甲归田，安家落户，现巩留县的锡伯族居民就是其后裔。
1884年，新疆建省，锡伯营八旗建制正式恢复，驻守台站、卡伦、巡边查界，并恢复生产。杨增新取得新疆统治权后，仍然保留清代锡伯营八旗制，直至1938年才最终废除锡伯营旧制。
1944年，锡伯族积极投入三区革命，组成“锡伯骑兵连”。塔城和霍城锡伯族也相继组成武装队伍，参加各次战役。1949年新疆锡伯族与东北锡伯族同胞一道同步迈入社会主义社会。
锡伯族被清政府编入八旗至新中国成立前夕，在屯垦种田、自耕自食的同时，还担负着守卫边疆、平定内乱、抵御外侮等重任。
换防塔尔巴哈台。1766年西迁军民刚在伊犁河南岸落户，伊犁将军便令锡伯营抽调精兵100名，由1名佐领和1名骁骑校率领，同满、索伦等营官兵一起前往塔尔巴哈台换防台站和要隘，官兵每两年轮换一次，一年换一半。后来随着形势的变化，锡伯营所派官兵数有所增加，多数时间为150名，最多时达200余名。这种换防直至1864年农民起义爆发时才停止。
换防喀什噶尔。1759年清军平定南疆大小和卓叛乱后，数百名戡乱官兵驻防喀什噶尔。1769年伊犁将军奏请照塔尔巴哈台换防之例，将喀什噶尔驻防军改为换防军，经谕准，自1771年开始派遣满、锡伯、索伦、察哈尔营官兵共600名，由协领、佐领、骁骑校等官员率领前往喀什噶尔地区换防，其中锡伯族官兵30余名。至嘉庆初年锡伯族官兵增加到150余名，之后人数又有所减少。换防官兵也是每两年轮班更换，一年换一半。官兵马匹、鞍具、草料均为自备。
防守卡伦，驻守台站。清朝统一新疆后，为了加强对天山南北的管辖，在新疆南北各处设立了众多的卡伦和台站，1777年伊犁将军奏令各领队大臣分管这些卡伦和台站，其中锡伯营管辖18座卡伦，它们有的为常设卡伦，有的为移设卡伦，还有的为添撤卡伦。每座卡伦驻十几至数十名不等弁兵，其职责为监督游牧、缉查逃犯、传递公文、保卫厂矿、巡查游人等。锡伯族官兵驻守卡伦的制度一直持续到清末。
巡查边界。在清代，伊犁以西自北往南一直有哈萨克和柯尔克孜族（清代称布鲁特）牧民游牧，他们每年与清朝进行贸易，交往极其频繁。因此，清政府为了维护和安定边界游牧民的正常生产和生活秩序，自乾隆四十年代起，每年夏、秋定期差派塔尔巴哈台领队大臣一员，携协领等官员，抽调锡伯、满等营官兵300名前去巡查哈萨克和布鲁特边界游牧界，并收马租。
反击缅兵侵略，保卫祖国西南边境。乾隆三十年（1765年），缅甸孟艮土司召散等侵犯我国云南普洱府境，攻占东里等地，对边境居民进行烧杀抢掠，无恶不作。次年又纵兵围攻腾越、永昌各边地。1767年清政府以明瑞为云贵总督率军进剿，但为缅兵所败。缅军向我纵深进攻。1769年清政府谕令盛京将军恒禄等选派所属锡伯官兵作为增援兵赴滇作战。盛京将军遵旨拣选所属“新满洲锡伯兵”1000名于7月中旬经京师抵达云南前线。他们在云南前线据守渡口，驻守要塞，设置驿站，投阵作战。经数月交战，缅军慑于大军威力，在缅境与清军议和。次年锡伯官兵等撤回盛京。在此次战争中，1000名官兵中有105名为保卫祖国边境献出了生命。
抵御沙俄侵略，反抗其殖民统治。同治六年（1867年）沙俄完成对中亚三汗国的统治后，开始觊觎伊犁地区。早在同治二年（1863年），沙俄军队就向我驻守的博罗胡吉尔卡伦进犯，向驻守该卡伦的锡伯、索伦官兵开枪炮击，遭到他们的强烈反击。之后，伊犁将军派锡伯营总管德格都率锡伯等官兵数百人前去“防堵”，打退了敌人。1871年5月，沙俄军队在向伊犁推进过程中，也遭到索伦营之锡伯、达斡尔族官兵抵抗，使其侵略计划多次受挫。尤其是在同年6月28日沙俄挺进阿克肯特前哨时，锡伯营派出的500名官兵与维吾尔、哈萨克、回、蒙古、汉、达斡尔等官兵一起，几乎以白刃战的形式英勇抗击敌人，谱写了抗俄史上的壮烈篇章，锡伯族有数十名官兵英勇献出生命。
参加驱逐阿古柏侵略者的战役。1865年初，中亚浩罕汗国军官阿古柏趁全疆农民起义之机率军侵入南疆，至1867年占领喀什噶尔、英吉沙尔、叶尔羌、和田、阿克苏等七城，建立起所谓的“七城汗国”。之后又侵占乌鲁木齐、玛纳斯等地，对各地人民进行残暴的殖民统治。1876年清军收复新疆的战役打响后，散落各地的锡伯族军民自愿加入进疆清军队伍，在收复玛纳斯、乌鲁木齐等战役中作出了贡献。同时，不少富有屯垦经验的锡伯人还在乌苏等地屯种粮食，供给进疆清军，得到清政府升换顶戴、提升官职等奖赏。