上古时代，从境内后太平遗址群考证，上溯至新石器时代双辽已有人类繁衍生息。
战国、秦、汉时期，双辽一带属辽东郡管辖。
晋南北朝时，双辽属契丹，是河北道木公漠都督府辖区。
唐朝，双辽属渤海夫余府。
辽代建置五道，双辽属上京道管辖。
金代，双辽属上京路管辖。
元朝，双辽属辽阳行省开元路管辖。
明朝，双辽属辽东指挥使司，辽东都司辖境。
清朝前期，为奉天将军管辖，系内蒙古哲里木盟科尔沁部左翼中旗和硕达尔汗王、博多勒葛台亲王的放牧之所，属温都尔郡王领地。
嘉庆元年(1796年)，有郑姓之人在今县城所在地开店专供来往行人住宿，此后住户逐渐增多，形成屯落，始称郑家屯（今吉林省双辽市）。
嘉庆十一年（1806年），设立昌图厅，郑家屯地域在昌图厅境内。
光绪三年（1877年），升昌图厅为昌图府，郑家屯地域归属昌图府所辖。
光绪六年(1880年)，设置康平县，在郑家屯设立分防主簿，隶属奉天省昌图府康平县。
光绪二十八年(1902年)，增设辽源州，州署设在郑家屯北街主簿旧址，隶属昌图府管辖。
1913年（民国二年），辽源州改为辽源县，县署设在郑家屯辽源州署旧址，隶属奉天北路观察使管辖。同年，在东部的采哈新甸设双山县，隶属奉天北路观察使管辖。
1916年，洮昌道治迁至辽源县（郑家屯），辖辽源、双山等县，直到1929年洮昌道撤销为止。
1931年“九一八”事变后，整个东北成为沦陷区。同年9月22日，日本侵略军侵占辽源县及双山县。
1932年3月，分别在双山、郑家屯建立伪满双山县公署和辽源县公署。
1940年10月，按伪满洲国国务院勒令第五号命令，将双山、辽源两县合并，各取县名字首，始称双辽县，由奉天省管辖。
1941年，伪满设四平省，双辽县直属四平省管辖，县公署设在郑家屯。
1945年8月，废伪四平省，建辽北省。
1945年“九三”抗战胜利后，双辽县第一次解放。
1947年5月24日，双辽县全境解放。
1949年1月，成立双辽县人民政府。同年5月，撤销辽北省，双辽县划归辽西省管辖。
1954年8月，撤销辽西省，双辽县划归吉林省，隶属吉林省白城专署管辖。
1959年3月，双辽县划归吉林省四平专署管辖。
1983年9月，地方行政体制改革，设四平市（省辖市），双辽县划归四平市管辖。
1996年5月20日，经国务院批准，双辽撤县设市，称双辽市（县级），政区再无变更。
军政名人
| 姓名 | 职业 | 生卒年 | 主要成就 | 备注 |
| 阎宝航 | 原外交部办公厅副主任 | （1895年—1968年） | 战略情报专家 | / |
| 于凤至 | 实业家 | （1897年－1990年） | / | 张学良的原配妻子 |
| 吕正操 | 开国上将 | （1904年—2009年） | 地道战的领导者 | / |
| 辛殿枫 | 空军副司令员，中将 | （1933年—） | 第九届全国政协委员 | / |
| 韩延林 | 总装科技委员会副主任 | （1949年—） | 全国人大代表 | 中将 |
| 王化文 | 吉林省人民政府副省长 | （1957年—） | / | / |
| 姓名 | 职业 | 生卒年 | 主要成就 | 备注 |
| 佟铁鑫 | 歌唱家，国家一级演员 | （1958年—） | 空政歌舞团独唱演员 | / |
| 李亚娟 | 中国女子举重运动员 | （1973年—） | 82.5公斤以上级世界纪录 | / |
| 王立君 | 制片人、导演 | （1977年—） | 2012品牌中国影视年度人物 | / |
| 张扬扬 | 中国女子赛艇运动员 | （1989年—） | 2008年北京奥运会女子四人双桨冠军 | / |
| 李亚娟 | 中国女子举重运动员 | （1971年—） | 分别获得1990年、1991年1992年、1993年世界女子举重锦标赛冠军 | / |
| 穆爽爽 | 中国女子举重运动员 | （1984年—） | 2005年获得世界举重锦标赛抓举第一名；2006年获得亚运会举重第一名；获得世界锦标赛抓举第一名；2007年获得亚洲举重锦标赛第一名；获得世界举重锦标赛抓举第一名 | / |
| 孙海波 | 中国男子举重运动员 | （1983年—） | 2007年获得举重亚洲锦标赛第一名；2011年获得国际举重超级大奖赛105公斤以上级抓举第一名；2011年获得亚洲举重锦标赛105公斤以上级挺举银牌 | / |
| 陈乐 | 中国女子赛艇运动员 | （1992年—） | 2013年获得亚洲锦标赛女子轻量级四人双桨第一名；2014年获得亚运会女子轻量级双人双桨第一名；2014年获得荷兰贝克杯女子轻量级双人双桨第三名 | / |
| 郭阳 | 中国男子赛艇运动员 | （1993年—） | 2012年世界锦标赛赛艇四人双桨2000米第三名 | / |
| 冯磊 | 中国男子举重运动员 | （1999年—） | 2013年获得亚洲青年运动会举重85公斤第二名 | / |
| 郭东星 | 中国男子举重运动员 | （2004年—） | 2022年全国U系列举重冠军赛举126KG第一名；挺举155KG第一名，总成绩281KG第一名 | / |
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