北票是由于煤礦開發而得名。清光緒年間，有人發現了小扎蘭營子、興隆溝、木多土鄂賴（北票工農村）、大梁崗子（現和尚溝煤礦工井），等處地下含煤，由當時的土默特旗長棍布扎布向熱河都統廷杰報奏此事，都統遂于光緒三十三年（1907年）發下龍票四張（即窯照），許可開采，因四地皆在朝陽北，故稱“北四票”，簡稱北票。一說，清乾隆年間，皇帝開出兩張龍票，其中一張允許在此處開采煤炭，故起名北票。
春秋戰國時期，北票屬東胡山戎之地。秦屬遼西郡。西漢屬幽州遼西郡。東漢屬幽州遼西郡柳城縣。魏晉屬昌黎郡。東晉十六國的前燕、前秦、后燕屬昌黎郡（治龍城今朝陽）。北燕屬昌黎尹龍城。北魏屬營州昌黎郡龍城（和龍城）。東魏、北齊屬營州。隋屬柳城郡柳城縣。唐屬遼西郡。天寶元年（742年）改營州治所柳城。迂屬中京道，在北票縣境內。會同三年（940年），設川州治所咸康，轄三縣：咸康縣（南八家子鄉四吉板）、弘理縣（土城子）、宜民縣（黑城子鎮）。后又設置盛吉縣（上園鎮）。金大定六年（1166年）降川州為宜民縣，屬北京路興中府。
元屬大寧路川州。明屬營州前右衛屯（朝陽），后又歸泰寧衛（朝陽至阜新遼河以西后為蒙古土默特所并稱卓索圖盟的土默特右翼旗）。清屬塔子溝廳東境。光緒三十年（1904年）屬朝陽縣轄。1933年年后屬錦州省朝陽縣轄。1940年將北票劃為土默特中旗。1946年建立北票縣人民政府，屬熱河省轄。1948年屬遼西省轄。1949年屬熱河省轄。1955年7月屬遼寧省錦州專區轄。1959年2月屬朝陽市。1964年歸朝陽專區（地區）。后為朝陽市轄縣。1985年4月5日，撤銷北票縣，設立北票市（縣級），由朝陽市代管【1985年1月17日，國務院（國函[1985]10號）批準：撤銷北票縣，設立北票市（縣級）】。
1996年，北票市面積4569平方千米，人口約62.7萬人，轄6個街道、5個鎮、29個鄉：南山街道、城關街道、冠山街道、臺吉街道、橋北街道、三寶街道、寶國老鎮、大板鎮、黑城子鎮、上園鎮、西官營鎮、北四家鄉、巴圖營鄉、北塔鄉、常河營鄉、長皋鄉、平房鄉、東官營鄉、大三家鄉、哈爾腦鄉、紅石砬鄉、姜家窩鋪鄉、婁家店鄉、涼水河鄉、龍潭鄉、蒙古營鄉、馬友營蒙古族鄉、南八家子鄉、泉巨水鄉、三寶鄉、十八臺鄉、三寶營鄉、土城子鄉、桃花吐鄉、臺吉營鄉、五間房鄉、下府蒙古族鄉、興順德鄉、小塔子鄉、章吉營鄉。市府駐南山街。
1997年，省政府（遼政[1997]25號）批復同意撤銷姜家窩鋪鄉，設立臺吉鎮。1999年，省政府（遼政[1999]151號）批復同意：撤銷十八臺鄉，并入寶國老鎮；撤銷平房鄉，并入西官營鎮；撤銷紅石砬鄉，并入三寶鄉；撤銷三寶營鄉，并入上園鎮；撤銷常河營鄉，并入長皋鄉；撤銷章吉營鄉，并入大板鎮；撤銷哈爾腦鄉，并入桃花吐鄉；撤銷土城子鄉，并入五間房鄉；撤銷泉巨永鄉，其行政區域并入蒙古營鄉；撤銷涼水河鄉，并入下府蒙古族鄉；撤銷興順德鄉，保留國營興順德農場建制，將原興順德鄉及興順德農場行政區域并入黑城子鎮；撤銷臺吉鎮，設立東臺吉街道。2000年，省政府（遼政[2000]60號）批復同意：撤銷五間房鄉、桃花吐鄉，設立五間房鎮、桃花吐鎮。至此，北票市轄7個街道、7個鎮、15個鄉。
2000年第五次人口普查，北票市常住總人口573836人，其中：南山街道42643人，城關街道22575人，橋北街道8717人，冠山街道24707人，三寶街道12579人，臺吉街道21356人，東臺吉街道20306人，五間房鎮35698人，西官營鎮25308人，大板鎮17989人，上園鎮23556人，寶國老鎮25033人，黑城子鎮22952人，桃花吐鎮35035人，長皋鄉21141人，小塔子鄉9559人，馬友營蒙古族鄉15703人，蒙古營鄉28409人，大三家鄉16279人，東官營鄉20352人，龍潭鄉17909人，南八家子鄉9575人，巴圖營鄉13505人，臺吉營鄉12105人，北塔鄉12151人，婁家店鄉14056人，北四家鄉9561人，下府蒙古族鄉12182人，三寶鄉22895人。
2001年，省政府批復同意：撤銷桃花吐鎮，分設哈爾腦鄉、桃花吐鎮；撤銷長皋鄉，分設常河營鄉、長皋鄉；撤銷大板鎮，分設章吉營鄉、大板鎮；撤銷蒙古營鄉，分設泉巨永鄉、蒙古營鄉；撤銷上園鎮，分設三寶營鄉、上園鎮。2001年11月1日，省政府批復同意下府蒙古族鄉更名為涼水河蒙古族鄉。2002年6月，全市轄7個街道、7個鎮、18個鄉、2個民族鄉，46個社區、340個行政村，面積4583平方千米，人口約61.98萬人，市政府駐市府街3號。
2003年11月21日，省政府批復同意撤銷東臺吉街道，設立臺吉鎮【注：北票市各街道辦事處均冠以“管理區”（簡稱“區”）稱謂】。2006年4月11日，《國務院關于同意遼寧省調整朝陽市部分行政區劃的批復》（國函[2006]9號）同意將北票市桃花吐鎮劃歸朝陽市雙塔區管轄（朝陽市政府已于2005年末批準，2006年3月正式實行）。
2010年第六次人口普查，北票市常住總人口496164人，其中：城關街道14811人，南山街道44544人，冠山街道16628人，橋北街道4023人，三寶街道9047人，臺吉街道15741人，雙河街道22069人，西官營鎮22963人，大板鎮6328人，上園鎮13581人，寶國老鎮19999人，黑城子鎮16879人，五間房鎮32642人，臺吉鎮16328人，長皋鄉10139人，常河營鄉8291人，小塔子鄉8395人，馬友營蒙古族鄉14990人，蒙古營鄉12973人，泉巨永鄉11696人，大三家鄉14666人，東官營鄉18938人，龍潭鄉16385人，哈爾腦鄉14943人，南八家子鄉7469人，章吉營鄉8693人，三寶營鄉5614人，巴圖營鄉11407人，臺吉營鄉11213人，北塔鄉12215人，婁家店鄉13086人，北四家鄉8996人，涼水河蒙古族鄉5890人，三寶鄉17276人，興順德國營農場3032人，下府經濟開發區3706人，大黑山特別行政管理區568人。
2012年，省政府批復同意撤銷東官營鄉、龍潭鄉、北塔鄉，設立東官營鎮、龍潭鎮、北塔鎮。2013年9月17日，省政府批復同意：撤銷蒙古營鄉，設立蒙古營鎮（遼政[2013]186號）；撤銷大三家鄉，設立大三家鎮（遼政[2013]187號）。
全市現轄7個街道、12個鎮、15個鄉（其中2個民族鄉）：城關街道、南山街道、冠山街道、橋北街道、三寶街道、臺吉街道、雙河街道、西官營鎮、大板鎮、上園鎮、寶國老鎮、黑城子鎮、五間房鎮、臺吉鎮、東官營鎮、龍潭鎮、北塔鎮、蒙古營鎮、大三家鎮、長皋鄉、常河營鄉、小塔子鄉、馬友營蒙古族鄉、泉巨永鄉、哈爾腦鄉、南八家子鄉、章吉營鄉、三寶營鄉、巴圖營鄉、臺吉營鄉、婁家店鄉、北四家鄉、涼水河蒙古族鄉、三寶鄉。市政府駐南山街道市府街3號。