แม้ว่าประวัติศาสตร์ที่บันทึกไว้ของภูมิภาคนี้จะเริ่มต้นด้วย การที่ ชาวซู (Sioux)เข้าครอบครองดินแดนเหนือ ชนเผ่า อาริคารา (Arikara) พื้นเมือง แต่ทีมนักวิจัยมีหลักฐานจากการหาอายุด้วยคาร์บอนและการศึกษาชั้นดินเพื่อวิเคราะห์ประวัติศาสตร์ยุคแรกของพื้นที่ นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้การหาอายุด้วยคาร์บอนเพื่อประเมินอายุของเครื่องมือที่พบในพื้นที่ ซึ่งบ่งชี้ถึงการมีอยู่ของมนุษย์ที่ย้อนกลับไปได้ไกลถึง 11,500 ปีก่อนคริสตกาล ในยุควัฒนธรรมโคลวิส (Clovis culture )

เทือกเขาแบล็กฮิลส์เป็นที่อยู่อาศัยของกลุ่มชนพื้นเมือง จำนวนมาก มาหลายศตวรรษ ชาวพอนกาอาริคาราและแมนดันเป็นกลุ่มชนพื้นเมืองกลุ่มแรกๆ ที่มีบันทึกไว้ และต่อมาถูกแทนที่โดยชาวคิโอวา ชาวอะปาเชแห่งที่ราบและชาวโชโชนกลุ่มชนเหล่านี้ส่วนใหญ่ได้ออกจากพื้นที่ไปประมาณปี 1800 และกลับมาเป็นครั้งคราวเพื่อการค้าขายหรือโจมตีกลุ่มอื่นๆ กลุ่มชนที่เข้ามาแทนที่ในตอนแรกส่วนใหญ่เป็นชาวเชเยนน์และ อารา ปาโฮพร้อมด้วยชาวลาโกตาซู จำนวนเล็กน้อย ในปี 1850 สถานการณ์ทางประชากรศาสตร์ได้กลับกัน โดยมีกลุ่มชาวเชเยนน์และอาราปาโฮอาศัยอยู่ท่ามกลางชาวลาโกตาส่วนใหญ่^{[ 13 ] [ 14 ]}ชาวลาโกตาเรียกเทือกเขาแบล็กฮิลส์ว่า ปาฮา ซาปาและถือว่าทั้งภูมิภาคเป็นดินแดนศักดิ์สิทธิ์ โดยเรียกเนินเขาเหล่านี้ว่าวามาคาโอกนากา เอคานเต ซึ่งหมาย ถึง "หัวใจของทุกสิ่งที่มีอยู่" ^{[ 14 ] [ 15 ]}ชาวเชเยนน์ อาราปาโฮ และกลุ่มชนพื้นเมืองอื่นๆ ในที่ราบทางเหนือยังถือว่าสถานที่บางแห่งในเทือกเขาแบล็กฮิลส์มีความสำคัญศักดิ์สิทธิ์^{[ 14 ] [ 16 ] [ 17 ]}

ฟร็องซัวส์และหลุยส์ เดอ ลา เวเรนดรีน่าจะเดินทางใกล้เทือกเขาแบล็กฮิลส์ในปี ค.ศ. 1743 ^{[ 18 ]}นักดักสัตว์และพ่อค้าขนสัตว์ก็มีการติดต่อค้าขายกับชาวอินเดียนแดงที่อาศัยอยู่ที่นั่นด้วย

ในช่วงกลางศตวรรษที่สิบเก้าผู้ตั้งถิ่นฐานชาวอเมริกันรุกล้ำดินแดนของชนพื้นเมืองมากขึ้นเรื่อยๆ ทำให้เกิดความขัดแย้งระหว่างชนพื้นเมืองและผู้มาใหม่ เพื่อความปลอดภัยในการเดินทางของผู้ตั้งถิ่นฐานบนเส้นทางโอเรกอนและเพื่อยุติสงครามระหว่างเผ่า รัฐบาลสหรัฐอเมริกาและชนเผ่าพื้นเมืองได้เจรจาสนธิสัญญาฟอร์ตลารามีฉบับแรกใน ปี ค.ศ. 1851 ในสนธิสัญญานี้ เทือกเขาแบล็กฮิลส์ได้รับการยอมรับว่าเป็นดินแดนเฉพาะของชาวลาโคตา^{[ 19 ]}ชาวเชเยนน์และอาราปาโฮซึ่งมีสิทธิ์ในเทือกเขาแบล็กฮิลส์เช่นกัน ไม่ได้รับสิทธิ์ในที่ดินในพื้นที่ดังกล่าว และถูกจัดให้อยู่ในดินแดนอื่น^{[ 20 ]}

การละเมิดสนธิสัญญาปี 1851 โดยเฉพาะอย่างยิ่งการสังหารหมู่ที่แกรตตันนำไปสู่ความขัดแย้งหลายครั้งที่รู้จักกันในชื่อสงครามซูสงครามเหล่านี้ยุติลงด้วยสนธิสัญญาฟอร์ตลารามีฉบับที่สองปี 1868 ซึ่งก่อตั้งเขตสงวนซูขนาดใหญ่ทางตะวันตกของแม่น้ำมิสซูรี ซึ่งเป็นที่ตั้งของแบล็กฮิลส์^{[ 19 ] [ 21 ]}สนธิสัญญาปี 1868 ยังอนุญาตให้ชาวอาราปาโฮเหนือเข้ามาตั้งถิ่นฐานในเขตสงวนซูได้ แต่พวกเขาปฏิเสธที่จะทำเช่นนั้นเพราะพวกเขาไม่ต้องการอาศัยอยู่เป็นกลุ่มเล็กๆ ท่ามกลางชนเผ่าที่ใหญ่กว่าและมีอำนาจมากกว่า^{[ 22 ]}สนธิสัญญานี้ปกป้องแบล็กฮิลส์ "ตลอดไป" จากผู้ตั้งถิ่นฐานชาวอเมริกัน แต่มีผลบังคับใช้ได้ไม่ถึงสิบปีก่อนที่การพัฒนาเพิ่มเติมจะนำไปสู่การละเมิดสนธิสัญญาโดยผู้ตั้งถิ่นฐานและรัฐบาลสหรัฐฯ

แม้ว่าจะมีข่าวลือเรื่องทองคำในเทือกเขาแบล็กฮิลส์มานานหลายทศวรรษแล้ว (ดูThoen StoneและPierre-Jean De Smet ) แต่การยืนยันการค้นพบแหล่งทองคำครั้งแรกเกิดขึ้นในปี 1874 เมื่อพลตรีGeorge Armstrong Custerแห่งกองทัพม้าที่ 7 ของสหรัฐฯนำคณะสำรวจไปยังที่นั่นและค้นพบทองคำในลำธารเฟรนช์ครีกนักข่าวที่ร่วมเดินทางไปกับคณะสำรวจได้ประกาศการค้นพบทองคำอย่างเป็นทางการ ในปีต่อมาคณะสำรวจ Newton-Jenney ได้ทำการสำรวจเทือกเขาแบล็กฮิลส์อย่างละเอียดเป็นครั้งแรก Valentine McGillycuddyผู้สำรวจของคณะสำรวจ ได้กลายเป็นชาวอเมริกันเชื้อสายยุโรปคนแรกที่ขึ้นไปถึงยอดเขาแบล็กเอลก์พีคจุดที่สูงที่สุดในเทือกเขาแบล็กฮิลส์แห่งนี้คือ7,242 ฟุต (2,207 เมตร)เหนือระดับน้ำทะเล 

ในช่วงยุคตื่นทองปี 1875–1878คนงานเหมืองหลายพันคนเดินทางไปยังแบล็กฮิลส์ และในปี 1880 พื้นที่ดังกล่าวกลายเป็นส่วนที่มีประชากรหนาแน่นที่สุดของดินแดนดาโกตาเมืองใหญ่สามแห่งเกิดขึ้นในแบล็กฮิลส์ตอนเหนือ ได้แก่เดดวูดเซ็นทรัลซิตี้และลีดรอบๆ เมืองเหล่านี้มีกลุ่มค่ายเหมืองทอง เมือง และหมู่บ้านขนาดเล็กกระจุกตัวอยู่ฮิลล์ซิตี้และคัสเตอร์ซิตี้เกิดขึ้นในแบล็กฮิลส์ตอนใต้ ทางรถไฟถูกสร้างขึ้นอย่างรวดเร็วไปยังพื้นที่ที่เคยห่างไกล ตั้งแต่ปี 1880 เป็นต้นมา เหมืองทองคำให้ผลผลิตประมาณ 4 ล้านดอลลาร์ต่อปี และเหมืองเงินให้ผลผลิตประมาณ 3 ล้านดอลลาร์ต่อปี

ความขัดแย้งในการควบคุมภูมิภาคนี้ก่อให้เกิดสงครามแบล็กฮิลส์ (ค.ศ. 1876) หรือที่รู้จักกันในชื่อสงครามซูใหญ่ ซึ่งเป็นสงครามอินเดียนแดง ครั้งใหญ่ครั้งสุดท้าย บนที่ราบใหญ่ หลังจากการพ่ายแพ้ของชาวลาโกตาและพันธมิตรเชเยนน์และอาราปาโฮในปี ค.ศ. 1876 สหรัฐอเมริกาได้เข้ายึดครองแบล็กฮิลส์โดยไม่คำนึงถึงสนธิสัญญาก่อนหน้านี้ แม้จะถูกบังคับให้ย้ายถิ่นฐาน ชาวลาโกตาก็ไม่เคยยอมรับความถูกต้องของการยึดครองของสหรัฐฯ พวกเขายังคงพยายามเรียกร้องทรัพย์สินคืน^{[ 23 ]}และยังได้ยื่นฟ้องรัฐบาลกลางสหรัฐฯอีก ด้วย

เมื่อวันที่ 23 กรกฎาคม พ.ศ. 2523 ในคดีUnited States v. Sioux Nation of Indiansศาลฎีกาแห่งสหรัฐอเมริกาได้ตัดสินว่า Black Hills ถูกรัฐบาลกลางสหรัฐฯ ยึดครองอย่างผิดกฎหมาย และสั่งให้ชดเชยราคาเสนอขายเริ่มต้นพร้อมดอกเบี้ยเกือบ 106 ล้านดอลลาร์สหรัฐ ชาวลาโกตาปฏิเสธการประนีประนอม เนื่องจากพวกเขาต้องการให้ Black Hills กลับคืนมาเป็นของพวกเขา เงินจำนวนนี้ยังคงอยู่ใน บัญชี ของสำนักงานกิจการอินเดียนแดงและได้รับดอกเบี้ยทบต้นแต่ชาวลาโกตายังคงปฏิเสธที่จะรับเงิน เนื่องจากหากรับเงินก็จะยุติข้อเรียกร้องของพวกเขาในการขอคืน Black Hills ตามกฎหมายด้วย ณ ปี 2554 เงินรางวัลของชาวซูพร้อมดอกเบี้ยอยู่ที่ "ประมาณ 1 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ" หรือ "1.3 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ" (เทียบเท่ากับ 1.44 ถึง 1.87 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2568) ^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]}

ในปี 2012 เจมส์ อานายาผู้รายงานพิเศษแห่งสหประชาชาติ ได้เดินทางเยือนดินแดนของชนพื้นเมืองเป็นเวลา 12 วัน เพื่อตรวจสอบว่าสหรัฐฯ ปฏิบัติตามปฏิญญาว่าด้วยสิทธิของชนพื้นเมืองแห่งสหประชาชาติ ซึ่งได้รับการรับรองโดย รัฐบาลโอบามาในปี 2010 อย่างไร อานายาได้พบกับชนเผ่าต่างๆ ใน ​​7 รัฐ ทั้งในเขตสงวนและในเขตเมือง รวมถึงสมาชิกของรัฐบาลโอบามาและคณะกรรมการวุฒิสภาด้านกิจการชนพื้นเมืองในคำร้องที่ออกเมื่อวันที่ 21 สิงหาคม 2012 อานายาได้หยิบยกเรื่องการขายที่ดินกว่า1,900 เอเคอร์ (7.7 ตารางกิโลเมตร⁾ ในแบล็กฮิลส์โดยตระกูลเรย์โนลด์ส ขึ้นมาให้รัฐบาลสหรัฐฯ รับทราบ และขอให้รัฐบาลเปิดเผยมาตรการที่รัฐบาลกลางหรือรัฐบาลของรัฐต่างๆ ได้ดำเนินการเพื่อแก้ไขข้อกังวลของชาวซูเกี่ยวกับการขายที่ดินในเรย์โนลด์สแพรรี ที่ดินเหล่านี้ประกอบด้วย 5 แปลง รวมถึงสถานที่ศักดิ์สิทธิ์เปสลาสำหรับชาวดาโกตา ลาโกตา และนาโกตา ชาวพื้นเมืองของแบล็กฮิลส์ระดมทุนเพื่อซื้อที่ดินในระหว่างการขายของเรย์โนลด์^{[ 27 ]} 

เมื่อวันที่ 15 มกราคม 2013 สหรัฐฯ ตอบกลับโดยบอก Anaya ว่า "เข้าใจว่าชนเผ่าหลายเผ่าได้ซื้อพื้นที่ศักดิ์สิทธิ์ Pe' Sla ในช่วงประมาณวันที่ 30 พฤศจิกายน 2012" ซึ่งหมายความว่า Pe' Sla เป็นดินแดนของชาวซูอย่างเป็นทางการ^{[ 28 ]}หลังจากที่สำนักงานกิจการอินเดียนได้มอบสถานะทรัสต์อินเดียนของรัฐบาลกลางให้กับพื้นที่ 2,022 เอเคอร์ (8.18 ^{ตาราง}กิโลเมตร) ของ Pe' Sla (Reynolds Prairie) ในเดือนมีนาคม 2016 ชนเผ่า Shakopee Mdewakanton ได้ออกแถลงการณ์ยอมรับการซื้อที่ดิน 1,940 เอเคอร์ (7.9 ตารางกิโลเมตร^{) ของ Pe' Sla ในปี 2012 และยังระบุด้วยว่าการซื้อ} ครั้งนี้เป็นผลมาจากความพยายามร่วมกันของชนเผ่า Rosebud, Shakopee Mdewakanton, Crow Creek และ Standing Rock Sioux ^{[ 29 ]}ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2560 เทศมณฑลเพนนิงตันตกลงที่จะสละสิทธิ์ในการอ้างสิทธิ์ในพื้นที่ Pe' Sla และยอมรับสถานะทรัสต์อินเดียนของรัฐบาล กลาง ^{[ 30 ]}ในปี พ.ศ. 2559 ชนเผ่าเซาเทิร์นเชเยนน์และอาราปาโฮแห่งโอคลาโฮมา ชนเผ่านอร์เทิร์นเชเยนน์แห่งมอนแทนา และชนเผ่าโรสบัดซูแห่งเซาท์ดาโคตา ได้ซื้อที่ดินใกล้กับสถานที่ศักดิ์สิทธิ์แบร์บัตต์ในราคา 1.1 ล้านดอลลาร์สหรัฐ^{[ 31 ]}ในปี พ.ศ. 2561 ชนเผ่านอร์เทิร์นเชเยนน์แห่งมอนแทนาและชนเผ่าอาราปาโฮแห่งโอคลาโฮมาได้ร่วมมือกันซื้อที่ดินใกล้กับแบร์บัตต์ในราคา 2.3 ล้านดอลลาร์สหรัฐ^{[ 32 ]}  

จุดสำคัญ ของเป้าหมายนี้เรียกว่าแกนหินแกรนิต หินแกรนิตของแบล็กฮิลส์เกิดจาก การแทรก ตัวของแมกมาที่เกิดขึ้นระหว่างการก่อตัวของเทือกเขาทรานส์-ฮัดสันและมีเพกมาไทต์อยู่มากมาย แกนกลางของแบล็กฮิลส์มีอายุประมาณ 1.8 พันล้านปี ส่วนแหล่งสะสมอื่นๆ ในบริเวณเดียวกันมีอายุประมาณ 2.2 ถึง 2.8 พันล้านปี หนึ่งในนั้นตั้งอยู่ในเนินเขาทางเหนือ เรียกว่าหินแกรนิตเฟรนช์ครีก แม้ว่าจะแปรสภาพเป็นหินไนส์ไปแล้วก็ตาม อีกแห่งหนึ่งเรียกว่ากลุ่มหินแบร์เมาน์เทน ซึ่งตั้งอยู่ทางตอนกลางตะวันตกของเนินเขา

เขต หินแปรก่อตัวเป็นวงแหวนซ้อนกันรอบแกนกลางหินในวงแหวนนี้ล้วนมีอายุเก่าแก่มาก บางก้อนมีอายุถึง 2 พันล้านปีหรือมากกว่านั้น เขตนี้มีความซับซ้อนมาก เต็มไปด้วยหินหลากหลายชนิด เดิมทีหินเหล่านี้เป็นหินตะกอนจนกระทั่งเกิดการชนกันระหว่างทวีปอเมริกาเหนือกับแผ่นดินอื่นการชนกันครั้งนี้เรียกว่า การเกิดเทือกเขาทรานส์-ฮัดสัน ทำให้หินเดิมพับและบิดตัวกลายเป็นเทือกเขาขนาดใหญ่ ในช่วงเวลาหลายล้านปี หินที่เอียงเหล่านี้ ซึ่งในหลายพื้นที่เอียงถึง 90 องศาหรือมากกว่านั้น ได้ถูกกัดเซาะ ปัจจุบันเราสามารถเห็นหลักฐานของการกัดเซาะนี้ได้ในเทือกเขาแบล็กฮิลส์ ซึ่งหินแปรสิ้นสุดลงที่รอยแตกแยก เป็นมุมฉาก ใต้ชั้นหินตะกอนที่อายุน้อยกว่า

ชั้นหินสุดท้ายของเทือกเขาแบล็กฮิลส์ประกอบด้วยหินตะกอน ชั้นหินที่เก่าแก่ที่สุดอยู่ด้านบนของชั้นหินแปรในมุมที่ตื้นกว่ามาก หินนี้เรียกว่าชั้นหินเดดวูด (Deadwood Formation)ส่วนใหญ่เป็นหินทรายและเป็นแหล่งกำเนิดของทองคำที่พบใน พื้นที่ เดดวูดเหนือชั้นหินเดดวูดขึ้นไปคือชั้นหินเอนเกิลวูด (Englewood Formation) และหินปูนปาฮาซาปา (Pahasapa limestone ) ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดของ ถ้ำมากกว่า 200 แห่งในเทือกเขาแบล็กฮิลส์ รวมถึงถ้ำจิวล์ (Jewel Cave ) และถ้ำวินด์ (Wind Cave ) ถัดมาคือชั้นหินมินเนลูซา (Minnelusa Formation) ซึ่งประกอบด้วยหินทรายและหินปูนที่มีความหลากหลายสูง ตามด้วยหินดินดานโอเปเช (Opeche shale ) และหินปูนมินเนคาห์ตา (Minnekahta limestone)

ชั้นหินถัดไปคือชั้นหินSpearfish Formationซึ่งก่อตัวเป็นหุบเขารอบเนินเขาที่เรียกว่า Red Valley และมักถูกเรียกว่า Race Track ^{[ 33 ] [ 34 ]}ส่วนใหญ่เป็นหินดินดาน สีแดง ที่มีชั้นยิปซัมและล้อมรอบ Black Hills เป็นส่วนใหญ่ ชั้นหินดินดานและยิปซัมเหล่านี้ รวมถึง ชั้น หินปูน Minnekahta ที่อยู่ใกล้เคียง ถูกนำไปใช้ในการผลิตซีเมนต์ที่โรงงานซีเมนต์ในRapid Cityถัดไปคือชั้นหินดินดานและหินทรายSundance Formationซึ่งอยู่เหนือชั้นหิน Morrison Formationและหินทราย Unkpapa

ลักษณะเด่นที่สุดที่อยู่นอกสุดของโดมคือสันเขา ที่ยื่นออกมา สันเขานี้ประกอบด้วยชั้นหินลาโคตาและหินทรายฟอลล์ริเวอร์ ซึ่งรวมเรียกว่า กลุ่มหิน อินยานคาราเหนือขึ้นไป ชั้นหินจะมีความชัดเจนน้อยกว่าและส่วนใหญ่เป็นหินดินดานสีเทา ยกเว้นสามชั้น ได้แก่ หินทรายนิวคาสเซิล หินปูนกรีนฮอร์น ซึ่งมีฟอสซิลฟันฉลาม จำนวนมาก และชั้นหินนิโอเบรารา ซึ่งประกอบด้วยหินชอล์ก เป็นส่วนใหญ่ สันเขาด้านนอกเหล่านี้เรียกว่าคูเอสตา

ชั้นหินก่อนหน้านี้ถูกทับถมในแนวนอน สามารถมองเห็นได้ทั้งหมดในตัวอย่างแกนหินและบันทึกข้อมูลจากบ่อน้ำในพื้นที่ราบที่สุดของที่ราบใหญ่ (Great Plains ) ต้องอาศัยช่วงเวลาของการยกตัวขึ้นเพื่อให้ชั้นหินเหล่านี้มาอยู่ในระดับภูมิประเทศปัจจุบันในเทือกเขาแบล็กฮิลส์ การยกตัวขึ้นนี้เรียกว่า การเกิดเทือกเขาลาราไมด์ (Laramide orogeny ) เริ่มขึ้นราวต้นยุคซีโนโซอิกและทิ้งแนวหินอัคนีไว้ผ่านเนินเขาทางเหนือซ้อนทับอยู่บนหินที่กล่าวถึงไปแล้ว แนวหินนี้ทอดยาวจากแบร์บัตต์ (Bear Butte)ทางตะวันออกไปจนถึงเดวิลส์ทาวเวอร์ (Devils Tower)ทางตะวันตก หลักฐานของ การปะทุ ของภูเขาไฟ ในยุคซีโนโซอิก หากเคยเกิดขึ้นจริง ก็ได้ถูกกัดเซาะไปนานแล้ว

เทือกเขาแบล็กฮิลส์ยังมีชั้นกรวดปกคลุมอยู่เป็นบางพื้นที่ ซึ่งเรียกว่าเพดิเมนต์ (pediments ) เกิดจากการที่ทางน้ำกัดเซาะลงไปในเนินเขาที่ยกตัวขึ้น เพดิเมนต์แสดงถึงตำแหน่งเดิมของแม่น้ำในปัจจุบัน โดยทั่วไปแล้วชั้นกรวดเหล่านี้มีอายุประมาณ 10,000 ปีหรือน้อยกว่านั้น เมื่อพิจารณาจากสิ่งประดิษฐ์และฟอสซิลที่พบ บางแห่งโดยเฉพาะในพื้นที่สูงมีอายุเก่าแก่กว่า บางแห่งมีอายุถึง 20 ล้านปี ตามฟอสซิลอูฐและสัตว์ฟันแทะที่พบ แม้จะพบกรวดบางส่วน แต่โดยส่วนใหญ่แล้วชั้นกรวดเก่าเหล่านี้ถูกกัดเซาะไปหมดแล้ว