大山包歷史上就是黑頸鶴的越冬棲息地，當地群眾將黑頸鶴視為“神鳥”，有自覺保護黑頸鶴的傳統習慣。1988年12月4日，云南大學王紫江、云南省環境科學研究所仇國新等專家在大山包考察時，確認每年到大山包越冬的大型候鳥（當地俗稱雁鵝）是國家一級保護動物黑頸鶴。

1990年1月5日，縣級昭通市人民政府發布《關于保護大山包鄉內黑頸鶴的布告》，成立縣級自然保護區。

1994年3月31日，云南省人民政府批準建立省級自然保護區。

2003年1月25日，經中華人民共和國國務院辦公廳批準，大山包保護區晉升為“黑頸鶴國家級自然保護區”，市政府批準建立副處級保護區管理局，委托昭陽區人民政府管理，屬于公益性參公管理事業單位，負責黑頸鶴及大山包濕地的保護管理。

2004年12月，國際濕地公約秘書局批準，大山包列入“國際重要濕地”名錄，編號為“第1435號”。

2005年10月31日,中國野生動物保護協會授予云南省昭通市昭陽區為“中國黑頸鶴之鄉”。2005年7月，保護區成為東北亞鶴類網絡成員單位之一。

2008年，大山包加入中國自然科學博物館協會團體會員單位。

2008年9月25日，云南省第十一屆人民代表大會常務委員會第五次會議通過，根據2018年5月30日云南省第十三屆人民代表大會常務委員會第三次會議《關于修改〈云南省昭通大山包黑頸鶴國家級自然保護區條例〉的決定》（修正），大山包走上了一區一法，依法管理的歷史軌道。

2009年，大山包加入中國科學院昆明動物研究所野生動物監測站。

2011年12月，在人民日報和濕地國際中國辦事處舉辦的最美濕地評選中，大山包濕地評選為六塊“中國最美濕地”之一。

2012年12月，大山包加入長江濕地保護網絡成員。

2013年11月，經云南省科技廳批準，大山包成為第九批“云南省省級科學普及教育基地”。

2016年，大山包保護區管理局升格為正處級事業單位，更名為云南大山包黑頸鶴國家級自然保護區管護局。

2021年，聯合國開發計劃署和國家林業和草原局共同啟動了“UNDP-GEF東亞-澳大利西亞遷飛路線中國候鳥保護網絡建設項目”（簡稱“UNDP-GEF遷飛保護網絡項目”）。該項目是全球環境基金（GEF）支持我國以濕地保護和候鳥保護為主的國際合作項目，示范點涵蓋遼寧、山東、上海和云南的四個國家級自然保護區，云南大山包黑頸鶴國家級自然保護區被列入GEF項目示范保護區。

2024年被阿拉善SEE東海項目中心授予“候鳥遷飛通道清潔濕地守護伙伴。”