Den 30-årige försvararen har gjort 200 framträdanden för Rams sedan han anslöt sig från Coventry City 2012.
En internationell republik i Irland gjorde Keogh två framträdanden i Euro 2016 när Irland nådde knockoutstadierna.
"Han är en viktig spelare, på och utanför planen, så det är bra nyheter att han har åtagit sig sin framtid för de kommande tre åren." Chef Nigel Pearson sa.
Derby länskapten Richard Keogh har tecknat ett nytt treårigt avtal, som håller honom med klubben fram till sommaren 2019.