自舜始，经夏、商，至周时，双城为肃慎故地。
两汉、三国、晋时，属扶余国。 南北朝，初为勿吉，末期，属勿吉伯咄部。
隋代，仍属伯咄靺鞨。
唐代，初属伯咄靺鞨。唐圣历元年，698年之后，为渤海国郑颉府属地。
辽代，初属东京遭滨江州之乌萨扎部。公元十世纪渤海国灭亡后，居其故地之女贞族兴起，分生、熟女真
部。生女真居长白山至松花江流域，双城境为生女真完颜部地。
金代，属上京路会宁府肇州属境。
元代，属辽阳行省开元路境。据《经世大典》、《析津志》载：元在东北所设之驿站，“第四铺站“。和“斡术火站“，经考证即今双城市西南大半拉子古城和今拉林镇附近之双城子古城，前属双城。
明代，初属奴尔干都司所辖之纳邻河卫，即拉林河卫，后为女真四部之一的扈伦部属下的乌拉部故地。《明一统志》载·永乐四年，1406年置纳邻河卫，卫所在今五常市拉林附近，拉林原属双城。
清代，初属宁古塔昂邦章京。
康熙元年，1662年，昂邦章京升驻宁古塔将军，管辖今黑龙江省所属的广大地区，双城地区归其所属。
康熙十五年，1676年将军驻所迁吉林乌喇，今吉林市，宁古塔城置副都统镇守。双城地区属宁古塔副都统衙门所辖，统于宁古塔将军。
雍正三年，1725年设阿勒楚喀副都统，今阿城，双城境遂为其所辖，仍统于宁古塔将军衙门。
乾隆二十二年，1757年，宁古塔将军改称吉林将军。双城境隶属吉林将军属下之阿勒楚喀副都统。
双城区设治后
嘉庆十九年，1814年，设双城堡委协领衙门，为双城设治之始。
咸丰元年，1851年，裁协领，改设副都统衔总管，设总管署。
光绪八年，1882年，裁总管，复设协领。同年设双城厅，置理事抚民通判，兼辖拉林，旗、民分治。此时
期，仍属阿勒楚喀副都统衙门。
光绪三十三年，，1907年，建吉林行省由巡抚衙门直辖。翌年增设滨江道，属滨江道。
宣统元年，1909年，升厅为府，翌年滨江道改西北路道，双城属西北路道。
民国2年，1918年，改为市。翌年6月，西北路道改为滨江道，辖市仍旧。
民国17年，1923年废道，由省直辖，为一等市。
民国21年，1932年1月31日，日本侵略军占领双城市，成立了伪双城市公署。
伪满康德元年，1934年10月，划归伪滨江省管辖。
1945年11月27日，双城市民主政府成立，隶松江省哈南分区行政督察专员公署管辖。
1954年8月1日，黑龙江省与松江省合并为黑龙江省，市人民委员会由省直辖。
1958年8月16日，黑龙江省设置松花江专区。专署驻哈尔滨市。双城市归松花江专员公署直辖。
1959年5月，划归哈尔滨市管辖。
1965年8月，又重属松花江地区行署管辖。
1988年，经国务院批准撤县设县级双城市。
1996年11月归哈尔滨市管辖。
2014年5月2日，国务院批准撤销县级双城市，设立哈尔滨市双城区。
2015年5月10日，哈尔滨市双城区正式挂牌成立。
