辽源，因位于东辽河源头而得名。清代时为皇家的“盛京”围场。1902年（光绪二十八年）设立西安县，属奉天海龙府。1914年属奉天省，1941年属四平省，1945年属辽北省。1948年析县城置西安市，市、县并存。1949年属辽东省，1952年更名辽源市。1953年西安县更名东辽县。1954年属吉林省，1958年属四平地区。1960、1969、1980年三度撤东辽县并入辽源市，1962、1976、1983年三度复置东辽县。
1983年，辽源市升格为省辖市；设立辽源市龙山区、西安区（吉林省人民政府1983年12月22日批准）；恢复东辽县，以原东辽县并入辽源市的地区为其行政区域。1987年1月7日，国务院批复（国函[1997]2号）：东辽县驻地由辽源市迁至东辽县的白泉镇。
1996年，全市面积5083平方千米，人口121.3万人，其中满族占8.4%。市政府驻辽源，辖龙山、西安2区，东丰、东辽2县。2000年第五次全国人口普查，辽源市总人口1267033人。其中：龙山区283045人、西安区179188人、东丰县408679人、东辽县396121人。
2003年末，辽源市面积5139平方千米，总户数392835户，总人口1242017人。其中，农业人口668704人，占人口总数的53.8％。辖东丰、东辽2个县和龙山、西安2个区，14个街道、37个乡镇，539个行政村和85个社区。
2003年以来辽源市共进行了三次撤乡并镇工作，共撤并15个乡镇，占撤并前总数的三分之一：其中东丰县撤并9个乡镇，东辽县撤并6个乡镇。具体撤并的情况如下：（1）东丰县：撤销中育乡，并入黄河镇；撤销和平镇，并入横道河镇；撤销镇郊乡，并入东丰镇；撤销一面山乡，并入小四平镇；撤销永合乡，并入二龙山乡；撤销仁合乡，并入东丰镇；撤销五道岗乡，并入三合满族朝鲜族乡；撤销红石乡，并入南屯基镇；撤销影壁山乡，并入大阳镇。（2）东辽县：撤销石驿镇，并入安恕镇；撤销金岗镇，并入白泉镇；撤销椅山乡，并入安石镇；撤销宴平乡，并入辽河源镇；撤销寿山镇，并入龙山区山湾乡（山湾乡更名为寿山镇）；撤销石河乡，并入建安镇；将建安镇10个村、白泉镇3个村并入西安区灯塔乡。（3）行政区划调整后，全市共有30个乡镇，其中东丰县14个，东辽县13个，龙山区2个，西安区1个。市区总人口由原来的442491人（西安区171910人、龙山区270581人）增加到485137人（西安区197420人、龙山区287717人），其中西安区增加25510人，龙山区增加17136人，共增加42646人；市区面积由原来的218.44平方千米（西安区72平方千米、龙山区146.44平方千米）增加到442.44平方千米，其中：西安区增加113平方千米，龙山区增加111平方千米，共增加224平方千米。
2009?年，全市总人口130万人，其中市区人口（含灯塔镇、寿山镇、工农乡）50万人。共有30个乡镇、14个街道，518个行政村、64个社区。有21个民族，其中满族93257人，朝鲜族6934人，回族3781人，蒙古族1918人。