舊稱雙城堡。清嘉慶朝晚期（1814—1820年），屯田立屯，設置協領衙門，以其東南金代兩古城（俗稱“雙城子”，即“達河寨”、“布達寨”，今五常市境內）遺址，命名“雙城堡”。雙城一帶，夏至周為肅慎地（又稱稷慎），漢晉屬扶余，南北朝屬勿吉。隋至唐初屬伯咄靺鞨，后為渤海扶余府的屬地。遼屬東京道寧江州，金屬上京會寧府（一說肇州），元為遼陽行省開元路。明為奴兒干都司納鄰河衛（拉林河衛）地，后為烏拉部。
清初屬寧古塔將軍轄區（昴幫章京）。乾隆二十一年（1756年）于拉林城設副都統（一說，乾隆九年設置拉林阿勒楚喀副都統，駐拉林城，管轄拉林、阿勒楚喀地方）。嘉慶十九年（1814年）于雙城地方設協領（一說，乾隆三十四年裁撤拉林副都統，設置協領），隸屬阿勒楚喀副都統。咸豐初年（1851年）撤銷協領，設副都統衙門總管。光緒七年（1881年）仍改為協領統治；八年（1882年）再次廢協領，設置雙城廳理事通判，管理地方旗民事務，駐雙城堡，隸屬吉林分巡道，并于拉林設分防巡檢。光緒三十三年（1907年）隸屬濱江道。宣統元年（1909年）升廳為府，隸屬吉林省西北路道。
1913年（民國二年）3月改為雙城縣。1914年6月隸屬吉林省濱江道。1929年（民國十八年）2月廢道制，本縣直隸吉作省，為一等縣。1934年（偽滿康德元年）12月，劃歸濱江省管轄。1938年，將第九區（帽兒山）劃歸珠河縣。1945年“九三”抗日戰爭勝利后，隸屬松江省哈南專區。1946年1月，于拉林鎮設置雙東辦事處。1947年1月，將拉林地區劃出設置拉林縣。同年8月，由松江省直轄。1954年8月，松、黑兩省合并后，由黑龍江省直轄。1958年8月，劃歸松花江專區管轄。1960年5月，劃歸哈爾濱市領導。1965年8月，劃歸新設之松花江專區管轄。
1988年9月14日，民政部（民行批[1988]30號）批復，經國務院批準，撤銷雙城縣，設立雙城市（縣級），以原雙城縣的行政區域為雙城市的行政區域；隸屬松花江地區。1996年11月5日，松花江地區和哈爾濱市合并后，劃歸哈爾濱市代管。2014年，《國務院關于同意黑龍江省調整哈爾濱市部分行政區劃的批復》（國函[2014]55號）：同意撤銷縣級雙城市，設立哈爾濱市雙城區，以原雙城市的行政區域為雙城區的行政區域，雙城區人民政府駐雙城鎮新興大街99號。
1945年末，縣民主政府成立，全縣設第一區（城區）、城東區和西北區等三個行政區。1946年6月全縣重劃為11個行政區，下設83個村；原第一區改為城關區，轄33個坊，即東南隅民國、民鄉、民治，民寧、民敬5坊，東北隅政德、政化、政隆、政昌、政澤、政惠6坊，西南隅新道、新寧、新民、新里、新宏、新生、新遠、新富、新豐9坊，西北隅尚安、尚文、尚和、尚平、尚武5坊，城郊大信、大義、大純、大興、崇善、眾城、本禮、信義8坊。
1948年11月，將原來的11個區調整為16個區；12月又將以數字為序的區，改為以地名冠首；城關區仍轄33個坊；農村15個區轄239個村：永樂區（二區）轄中興、慶寧、慶豐、慶安，新豐、慶功、久援、久前，長永、永支、永躍、久前、永慶、慶城、長產、慶樂16村；東官區（三區）轄東官、東勝、東城、東富、慶人、慶北、慶東、萬解、萬民、延軍、延放、益勝、益利、東升、東興、東樸16村；周家區（四區）轄平福、平等、平權、平新、平康、長久，長安、恒順、恒發、周政、周啟、平順、平樂、平寧、周家、周源、長嶺、平安、平儀、長葉20村；五家區（五區）轄新華、新民、新興、民太、民康、民樂、民富、解放、民安、新勝、民和、新生、民權、民主、民生、新樂16村；太平區（六區）轄太平、勝利、先進、勝強、永勝、先發、永強、永和、先富、立志、勝友、太安、立業、立權、太寧15村；進化區（七區）轄農豐、康寧、愛鄉、民旺、保勝、進步、中心，富余、固強、公正、精勤、賢鄰、國興、權禮、田茂、樂群、永久17村；環城區（八區）轄尚禮、富勤、進禮、民樂、治禮、富禮、新禮、政禮、仁禮、富新、富城、信仁、富立、富強、富志15村；杏山區（九區）轄仁義、仁勇、大義、大有、大德、大慶、雙山、雙合、姜家，胡家、西官、付木、三鄰、金山、雙林、老房、杏山17村；臨江區（十區）轄團山、永強、臨江、樂鄉、平房、自強、建強，松江，永合、榆樹、建鄉、沿江、丹城、仁利、都家15村；萬隆區（十一區）轄雙榆、新華、五家、樓上、仁和、闞家、萬隆，建新、苗家、吳金、石人、雙龍、辛家，多口14村；韓集甸區（十二區）轄大馬家、拉拉、韓甸、雙林、右三家、大房身、六家、新城、勝利、花園、大周家、新立、腰小房身、小馬家14村；永勝區（十三區）轄裕仁、裕新、裕民、裕強、裕豐、增勝、希勤、希賢、愛賢、裕誠、裕禮、創勤、愛民13村；蘭棱區（十四區）轄永發、沿河、金城、勝利、沿鄉、蘭棱、新民、新化、臨江、金河、靠山、治業、立志、廣益、治安15村；朝陽區（十五區）轄勝豐、勝發、勝成、勝錢、勝業、誠祥、誠明、誠樂、勝德、勝興、勝利、勝陽、勝全、誠立、勝平、勝鄉、勝林、勝友、勝家19村；單城區（十六區）轄樂工、興農、政利、興團、興結、安強、長生、政善、政安、政久、政興、政豐、政治、政廣、政德、政財、安家17村。
1956年3月，改區村制為鄉、村制，全縣設雙城鎮（下轄10個街道辦事處）和希勤、萬隆、富禮、太平、周家、單城、立功、常樂、富余、臨江、農豐、樂群、西官、水泉、韓甸、杏山，仁和、金山、裕豐、花園、金城、蘭棱、朝陽、勝豐、前進、團結、建設、青嶺、東官、繁榮、新華、五家、長勇、耕勤、幸福35個鄉（下轄239個村）。1958年3月，將原1鎮35個鄉合并為1鎮16個鄉；同年9月，撤銷鄉制，設立17個公社，下設255個管理區。
1961年5月，新設東官、金城、同心、公正4個公社，全縣轄城鎮、幸福、五家、周家、青嶺、單城、朝陽、蘭棱、希勤、韓甸、萬隆、樂群、水泉、杏山、農豐、臨江、太平、東官、金城、同心、公正21個公社，下轄280個生產大隊（含686個自然屯），1196個生產隊。1970年，新設新興、文革，前進、紅光、躍進、團結、永勝7個公社，全縣計28個公社，12個街道辦事處，322個生產大隊（含691個自然屯），1411個生產隊。1978年11月，太平公社劃歸哈爾濱市管轄。1980年文革公社更名為聯興公社，1981年紅光公社更名為對面城公社。
1984年，將全縣27個公社會改為雙城、周家、五家、韓甸、蘭棱5個鎮和幸福等22個鄉，同時將原373個生產大隊改為374個村，下轄691個自然屯。1985年，東官、農豐、杏山、單城4個鄉改鎮，全縣遂為9鎮18鄉，其中樂群、幸福為滿族鄉。鄉，鎮下設374個村（居）委會、22個街道辦事處、691個自然屯。
1992年末，雙城市位于黑龍江省西南部，北與肇東市、哈爾濱市為鄰，東與阿城市、五常縣接壤，南、西以拉林河為界與吉林省隔河相望，西北與肇源縣以松花江分界。全市總面積3112.3平方千米。總人口74.7萬人，其中非農業人口14.7萬人；滿、回、錫伯等少數民族人口約占17%。共轄9個鎮、18個鄉，其中滿族鄉9個、滿族錫伯族鎮1個。市政府駐地雙城鎮。（《黑龍江省志·地名錄》）
雙城市面積3097.3平方千米，人口74.6萬人。轄9鎮18鄉：雙城鎮、五家鎮、東官鎮、蘭棱鎮、韓甸鎮、農豐滿族錫伯族鎮、杏山鎮、單城鎮、周家鎮、新興滿族鄉、聯興滿族鄉、朝陽鄉、躍進滿族鄉、前進鄉、臨江鄉、幸福滿族鄉、青嶺滿族鄉、金城鄉、希勤滿族鄉、團結鄉、樂群滿族鄉、 同心滿族鄉、對面城鄉、永勝鄉、水泉鄉、萬隆鄉、公正滿族鄉。市政府駐雙城鎮。（根據《中國政區大典》，1996年前后資料）
2000年第五次全國人口普查，全市總人口749182人，其中：雙城鎮173226人，蘭棱鎮35888人，周家鎮32236人，五家鎮35182人，韓甸鎮28406人，單城鎮23414人，東官鎮21286人，農豐滿族錫伯族鎮21774人，杏山鎮26828人，朝陽鄉22576人，金城鄉23913人，前進鄉23302人，青嶺滿族鄉17806人，聯興滿族鄉18301人，幸福滿族鄉18194人，新興滿族鄉20834人，公正滿族鄉21235人，永勝鄉17030人，臨江鄉15967人，水泉鄉21224人，樂群滿族鄉19938人，躍進滿族鄉14032人，團結鄉16737人，萬隆鄉23198人，對面城鄉19985人，希勤滿族鄉19287人，同心滿族鄉17383人。
2006年，雙城市總面積3112平方千米，總人口807312人。轄9個鎮、6個鄉、9個民族鄉：雙城鎮、蘭棱鎮、周家鎮、五家鎮、韓甸鎮、單城鎮、東官鎮、農豐滿族錫伯族鎮、杏山鎮、雙城市社區管理委員會、朝陽鄉、金城鄉、青嶺滿族鄉、聯興滿族鄉、幸福滿族鄉、新興滿族鄉、公正滿族鄉、永勝鄉、臨江鄉、水泉鄉、樂群滿族鄉、團結滿族鄉、萬隆鄉、希勤滿族鄉、同心滿族鄉。共有246個行政村，632個自然屯。
2010年第六次人口普查，雙城市常住總人口825634人，其中：雙城市街道管委會177708人，雙城鎮40701人，蘭棱鎮39044人，周家鎮33796人，五家鎮37895人，韓甸鎮38793人，單城鎮20410人，東官鎮22964人，農豐滿族錫伯族鎮20827人，杏山鎮28843人，朝陽鄉50850人，金城鄉22657人，青嶺滿族鄉19838人，聯興滿族鄉19531人，幸福滿族鄉18144人，新興滿族鄉21436人，公正滿族鄉21683人，永勝鄉17363人，臨江鄉18345人，水泉鄉23097人，樂群滿族鄉21252人，團結滿族鄉33780人，萬隆鄉38147人，希勤滿族鄉19132人，同心滿族鄉19398人。
2012年，撤銷新興滿族鄉，設立新興鎮。