雙河市名源于唐代在西域的博樂一帶建立的雙河都督府，取自于精河和博爾塔拉河雙河之意。

2010年第六次人口普查，兵團八十一團9977人，兵團八十四團7241人，兵團八十六團14049人，兵團八十九團14041人，兵團九十團8257人（均為常住人口）。

2014年1月25日，《國務院關于同意新疆維吾爾自治區設立縣級雙河市的批復》（國函[2014]15號）：一、同意設立縣級雙河市。雙河市人民政府駐紅星二路9號。二、雙河市由新疆維吾爾自治區直轄，管理方式按有關文件規定執行。三、雙河市行政區域界線走向為：1．東起八十四團三連東北角北緯45°02′09″、東經82°07′45″，向南沿烏圖布拉格溝至北緯44°54′59″、東經82°11′44″，再向西經博樂市香班哈日根牧場至北緯44°55′55″、東經82°03′33″，再向西順坡至北緯44°57′33″、東經81°59′11″，再向北沿自然溝至新布呼干渠北緯45°00′29″、東經81°56′11″，再向東沿新布呼干渠、八十五團草場與起點閉合。2．東起九十團園藝一連東北角北緯44°55′38″、東經82°37′02″，向南至北緯44°51′03″、東經82°33′59″，再向東沿九十團三連鹽堿地北邊至北緯44°53′07″、東經82°38′59″，再向南至北緯44°47′22″、東經82°38′32″，再沿九十團四連荒地和林地的北邊至北緯44°50′31″、東經82°41′58″，再向南至博爾塔拉河，再沿博爾塔拉河向西至北緯44°42′47″、東經82°32′14″，再向西至八十六團五連西北角北緯44°53′38″、東經82°05′15″，再折向東沿八十六團自然溝、水渠、八十九團一支渠、公用牧道、三北防洪水渠與起點閉合。3．東起九十團漁業隊東北角，折向南至漁業隊西南角，再向北至漁業隊西北角，再折向東與起點閉合。4．以博爾塔拉河高壓電桿為起點，向南沿博爾塔拉河岸坎至配種站耕地東南角，再折向西沿園藝四連林帶至葡萄地西南角，再向西沿八十五團荒地南邊緣至荒地西北角，再向東直線與起點閉合。5．東起八十五團一連耕地東北角，折向南沿八十五團老干渠至耕地東南角，再向西沿林帶東邊緣至葡萄地西南角，再向北順林帶外邊緣至葡萄地西南角，再向東直線與起點閉合。6．東起八十五團一連居民點東北角，向南沿居民點至水渠邊，再折向東沿水渠至公路西側，再折向南沿公路至公路與水渠交匯處，再向西沿水渠至公路西側，再折向北沿公路西側、居民點圍墻至博爾塔拉河岸坎，再折向東沿博爾塔拉河岸坎與起點閉合。7．東起八十五團一連排水渠拐點處，向南沿排水渠、林帶至耕地拐點處，再折向西沿林帶至葡萄地東南角，再向北沿林帶直線至葡萄地西北角，再折向東沿林帶、水渠與起點閉合。8．以八十五團三連東南角為起點，向西沿三連耕地邊緣至公路中心線，再折向北沿公路至三連分水閘門處，再折向南沿博爾塔拉河岸坎與起點閉合。9．東起博爾塔拉河與大河沿子河交匯處，向西沿大河沿子河、八十五團七連耕地南邊緣至排水渠中心線，再折向北沿排水渠中心線至博爾塔拉河岸坎，再向東沿博爾塔拉河岸坎與起點閉合。10．東起八十五團二連東北角，向南沿八十五團二連荒地外邊緣、排水渠東側至博樂市與精河縣的行政區域界線交匯點，再向西沿博樂市與精河縣的行政區域界線至八十五團防洪壩，再向北沿八十五團防洪壩、通連公路至沙托公路西側，再向東與起點閉合。

2014年2月13日，《新疆維吾爾自治區人民政府轉發國務院關于同意新疆維吾爾自治區設立縣級雙河市批復的通知》（新政發[2014]17號）：一、雙河市由自治區直轄，市人民政府駐紅星二路9號，管理方式按有關文件規定執行。二、其他未盡事宜待雙河市掛牌后按有關法律程序研究辦理。

2014年2月26日，雙河市正式掛牌成立。由新疆生產建設兵團第五師師實行“師市合一”的管理模式。