据考古资料记载，旧石器时代晚期，先民即在本县境内劳动、繁衍、生息。新石器时代，城北15公里处的牛河梁，“曾存在一个具有国家雏型的原始文明社会”。商代属孤竹国地。周初为燕国疆域，燕昭王十二年置右北平等郡，这里属右北平郡。
公元前221年，秦统一后，于今凌河乡安杖子村置县，名平刚，仍隶右北平郡。汉，公元前202年，右北平郡移至平刚，这里成为郡、县两级治所。东汉建武后，右北平郡治迁土垠(今河北丰润东南)，本境为乌桓地。
三国，为魏地。
晋，初属鲜卑段部，后并入慕容部，先后为前燕、前秦、后燕和北燕地。
南北朝时期，归北魏、北齐所辖。
隋，隶辽西郡柳城县。
唐，隶营州柳城县，后为厍莫奚、契丹地。
辽，为榆州(领和众、永和二县)、潭州龙山县(喀左白塔子)地，隶中京道大定府。
金，属和众、龙山二县地，隶北京路。
元，为和众县、龙山县和惠州地，隶大宁路。
明，为营州左屯卫和中屯地，隶大宁都指挥使司(治所今宁城黑城子)。永乐(1403年)后，大宁都司南迁，此地被废弃。天顺(1457年)后，属兀良哈朵颜卫地。嘉靖二十五年(1546年)，为蒙古达颜汗后裔各部所辖。崇祯八年(后金天聪九年，1635年)，为喀喇沁左翼旗地，隶卓索图盟。
清，乾隆三年(1738年)，于今凌源镇设塔子沟厅，隶直隶省。四十三年(1778年)，撤厅置建昌县，隶承德府。光绪二十九年(1903年)，隶朝阳府。
民国，民国3年(1914年)，因与江西建昌府重名，依大凌河发源于本境，改称凌源县，隶热河特别区。民国17年(1928年)，隶热河省。民国20年(1931年)，划出部分区牌，建凌南设治局。民国22年(1933年)，日军侵入，建立伪政权，隶伪热河省公署。民国26年(1937年)，凌源、凌南合并为建昌县，治所迁至今建昌镇。民国29年(1940年)废县存旗，属伪喀喇沁左旗公署。民国34年(1945年)凌源光复后，建立县政府，隶属冀热辽区热东专署。民国35年(1946年)1月，国民党军进占县城，建立县政府。
1947年6月，凌源县城解放。1948年12月，热东专署被撤销，凌源县隶热河省。1956年1月，热河省撤销，凌源县划归辽宁省锦州区。1959年1月，隶辽宁省朝阳市。1992年2月14日，撤县设市，成立凌源市(县级市)仍隶属辽宁省朝阳市。
（2020年7月28日更新）