เมืองหล่มเก่าปรากฏขึ้นครั้งแรกในรัชกาลของพ่อขุนรามคำแหงมหาราชในชื่อว่า "เมืองหล่ม" ทั้งนี้ ชื่อเดิมของอำเภอหล่มเก่ามีระบุชื่อเดิมของเมืองไว้ ซึ่งมีชื่อ เมืองลุ่ม เมืองลม เมืองลุมบาจาย และเมืองหล่ม เมื่อย่างเข้าสู่สมัยรัตนโกสินทร์ เมืองหล่มเก่านี้เป็นกลายเป็นเมืองของชาวลาวขนาดใหญ่ และเมื่อมีการอพยพจากหลวงพระบางมากยิ่งขึ้น จึงได้มีการตั้งเมืองใหม่บริเวณทางใต้ของเมืองหล่มเก่า ซึ่งก็คือ เมืองหล่มสักในปัจจุบัน