林西縣是由巴林析治而建，因位于巴林右旗以西而命名為林西。清光緒三十四年（1907年）四月在此地開辦巴林墾務，翌年設巴西縣，后改林西縣。1949年5月由熱河省劃歸內蒙古自治區。1969～1979年曾歸遼寧省轄。

？年，林西縣轄6個鎮、14個鄉：林西鎮、官地鎮、新城子鎮、新林鎮、五十家子鎮、大井鎮、氈鋪鄉、大營子鄉、繁榮鄉、三段鄉、雙井店鄉、下場鄉、板石房子鄉、興隆莊鄉、老房身鄉、十二吐鄉、冬不冷鄉、大川鄉、隆平鄉、統布鄉。

2000年第五次人口普查，林西縣總人口235947人，其中：官地鎮11678人，新城子鎮7518人，新林鎮15070人，五十家子鎮13141人，林西鎮48304人，大井鎮4184人，大營子鄉13502人，繁榮鄉9347人，三段鄉9862人，雙井店鄉6413人，下場鄉8363人，統布鄉14449人，板石房子鄉11998人，氈鋪鄉9097人，興隆莊鄉8712人，老房身鄉10132人，十二吐鄉14005人，大川鄉8232人，冬不冷鄉7843人，隆平鄉4097人。

2000年末，全縣轄7鎮、13鄉，148個行政村。2001年6月，撤并鄉鎮，即撤銷冬不冷鄉、三段鄉、繁榮鄉、氈鋪鄉。區劃調整后，全縣轄7個鎮、9個鄉：官地鎮、新城子鎮、新林鎮、五十家子鎮、林西鎮、大井鎮、統部鎮、大營子鄉、雙井店鄉、下場鄉、板石房子鄉、興隆莊鄉、老房身鄉、十二吐鄉、大川鄉、隆平鄉。2002年全縣總人口23.6萬人。

2006年，林西縣將16個鄉鎮（9鄉、7鎮）調整為8個鄉鎮（7個鎮、l個鄉）：撤銷十二吐鄉，并入林西鎮，總面積473平方千米，總人口77273人，轄18個行政村，鎮政府駐地設在原林西鎮政府所在地林西。撤銷興隆莊鄉、老房身鄉，并入五十家子鎮，總面積662平方千米，總人口31372人，轄17個行政村，鎮政府駐地設在原五十家子鎮政府所在地五十家子。撤銷雙井店鄉、下場鄉，并入新城子鎮，總面積613平方千米，總人口21038人，轄13個行政村，鎮政府駐地設在原下場鄉政府所在地下場。撤銷板石房子鄉，并入統部鎮，總面積551平方千米，總人口25300人，轄14個行政村，鎮政府駐地設在原統部鎮政府所在地統部。撤銷大川鄉、隆平鄉，并入大井鎮，總面積242平方千米，總人口15300人，轄10個行政村，鎮政府駐地設在原大井鎮政府所在地上大井。新林鎮、官地鎮、大營子鄉原建制及行政區域管轄范圍不變。林西縣鄉鎮行政區劃調整后，轄林西鎮、五十家子鎮、新城子鎮、統部鎮、大井鎮、新林鎮、官地鎮、大營子鄉。

2006年末，全縣總面積3393平方千米。總人口24.48萬人，其中非農業人口5.57萬人；少數民族13798人。轄7鎮1鄉，106個行政村（居委會）。

2009年末，全縣總面積3933平方千米。總人口24.13萬人，其中非農業人口5.8萬人；少數民族14953人。轄7鎮1鄉、1個街道辦事處，101個行政村、8個社區。

2012年?，恢復十二吐鄉。調整后，全縣轄7個鎮、2個鄉：林西街道、林西鎮、新城子鎮、新林鎮、五十家子鎮、官地鎮、大井鎮、統部鎮、大營子鄉、十二吐鄉，以及城北、城南2個街道辦事處籌備處。