战国时期隶属辽东郡。西汉时北部属辽阳县，南部属襄平县。东汉时属玄菟郡，一直沿袭到东晋十六国的后燕地方政权。从北燕到隋朝属辽城州都督府。辽属东京辽阳府，金属东京路辽阳府。元属辽阳路，明属辽东都司。清属辽阳州。1914年改辽阳州为辽阳县，今灯塔辖境属之。
1945年“九·三”胜利后，灯塔辖境设烟台区、华子区、佟二堡区，隶属辽阳县领导。1946年3月，国民党占领辽阳城。1948年2月人民解放军二次进驻。1949年10月后，灯塔辖境设烟台区、铧子区、张台子区、沙浒区、佟二堡区，隶属辽阳市领导。
1959年市县合并为辽阳市，为鞍山市所辖。1961年市县分治，今灯塔辖境属辽阳县领导。1968年10月10日，撤销辽阳县，并入辽阳市；同时设立灯塔区（县级），下辖11个公社、1个镇、1个农场。1978年，将东京陵公社划归辽阳市领导，辽阳市沙岭区的柳条、沈旦、佟二堡、王家4个公社并入灯塔区。
1980年4月15日，国务院批准：撤销灯塔区，设立灯塔县，驻灯塔镇，以辽阳市灯塔区行政区域为灯塔县行政区域，由辽阳市管辖。
1981年12月，增设大河南、单庄子2个公社。1983年4月，废除公社、生产大队、生产队建制，实行乡、镇人民政府、村民委员会、村民小组建制。1984年4月1日，经辽宁省政府批准，灯塔县设灯塔、铧子、沈旦堡、佟二堡、张台子、西大窑6个镇。同年，大河南乡东孟胡屯村设朝鲜族村民委员会。
1987年11月6日，辽宁省政府批准灯塔县增设里仁乡、五星乡，张书乡更名罗大台乡。里仁乡辖原属佟二堡镇的民生一、民生二、西三家子、东七台子、杨家窝棚、高家窝棚、高沙沟子、里仁屯、罗家卧子、庄河10个行政村，乡政府驻里仁屯村。五星乡辖原属佟二堡镇的河坨子、苏麻堡、三尖泡、黄腊坨子、八荒地、北坨子、牛犋、黑沟台、五星、头泡10个行政村，乡政府驻五星村（原后五家子）。罗大台乡辖原属张书乡的西张书屯村、前孙庄子村、拨立寨村和原属张台子镇的罗大台村、土岗子村、邵红土崖子村、周三界坝村、新洪家村、尖山子村及原属沙浒乡的新农村、樊家屯村共11个行政村，乡政府驻罗大台村。
1996年8月27日，民政部（民行批[1996]63号）批准：撤销灯塔县，设立灯塔市（县级）。面积1331平方千米，人口约50.1万人。辖13个镇、7个乡：灯塔镇、铧子镇、张台子镇、西大窑镇、佟二堡镇、沈旦堡镇、柳条寨镇、西马峰镇、王家镇、柳河子镇、罗大台镇、单庄子镇、大河南镇、灯塔乡、邵二台乡、沙浒乡、铧子乡、鸡冠山乡、里仁乡、五星乡。市政府驻灯塔镇。
2000年第五次全国人口普查，灯塔市总人口502149人，其中（3个街道、14个镇、3个乡）：烟台街道51083人，万宝桥街道25898人，古城子街道21121人，佟二堡镇30821人，铧子镇33218人，张台子镇23243人，西大窑镇27036人，沈旦堡镇30662人，西马峰镇35088人，柳条寨镇35149人，柳河子镇18465人，罗大台镇15630人，王家镇23987人，大河南镇19418人，单庄子镇16931人，五星镇19931人，沙浒镇14688人，铧子乡34006人，里仁乡19260人，鸡冠山乡6514人。
2002年1月8日，辽宁省政府（辽政[2002]5号）批准：撤销里仁乡、五星镇，合并设立五星镇，区划调整后，五星镇政府驻地三尖泡村，区域面积109.3平方千米，辖20个村委会；撤销单庄子镇、佟二堡镇，合并设立佟二堡镇；撤销沙浒镇、罗大台镇，合并设立罗大台镇；撤销铧子乡、铧子镇，合并设立铧子镇。调整后，全市辖3个街道、12个镇、1个乡：烟台街道、万宝桥街道、古城子街道、佟二堡镇、铧子镇、张台子镇、西大窑镇、沈旦堡镇、西马峰镇、柳条寨镇、柳河子镇、罗大台镇、王家镇、大河南镇、五星镇、鸡冠山乡。
2009年10月18日，辽宁省政府关于批复（辽政[2009]237号）同意将灯塔市张台子镇接官村、高营墙村，罗大台镇尖山子村划归太子河区东京陵乡管辖。区划调整后，灯塔市行政区域面积1312.98平方千米，其中张台子镇39.35平方千米，罗大台镇77.63平方千米。
2011年末，将灯塔市的罗大台镇划归文圣区管辖，灯塔市的王家镇划归太子河区管辖。全市辖3个街道、10个镇、1个乡：烟台街道、万宝桥街道、古城子街道、佟二堡镇、铧子镇、张台子镇、西大窑镇、沈旦堡镇、西马峰镇、柳条寨镇、柳河子镇、大河南镇、五星镇、鸡冠山乡。