鐵嶺歷史悠久,遠在7000年前的新石器時代,這里就有人類生息活動。有文字記載的歷史約 4000 年。中國進入奴隸制社會之后,開始有了國家地方行政區域劃分。夏、商、西周時期,鐵嶺地區境域屬青州。春秋戰國時期境域南部屬遼東郡,北部為東胡轄地。秦、兩漢時期,境域大都屬遼東郡。東漢、三國、西晉時期,境域南部屬玄菟郡,北部開原、昌圖屬扶余。東晉時期,境域屬玄菟郡。南北朝時期,境域處于契丹領地。隋朝時期,境域屬高句麗轄地。唐朝時期,境域南部屬安東都護府,西北部屬松漠都督府,昌圖曾歸渤海鴨綠府、扶余府管轄。唐玄宗開元元年(713),唐渤海大氏取越喜地改富州,即今鐵嶺城。917 年,遼太祖在此地冶煉銀子,故將富州改為銀州,遼朝時期,境域大部分屬東京道遼陽府。金朝時期,境域南部屬東京路咸平府,西部屬北京路,東北部屬上京路會寧府。元朝時期,境域西部屬開元路咸平府。明朝時期,在銀州設鐵嶺衛,明洪武二十六年(1393)徙鐵嶺衛于沈陽、開原間古銀州之地,境域南部屬遼東都指揮使司鐵嶺衛,北部屬三萬衛、遼海衛。清康熙三年(1664),廢衛設縣,鐵嶺、開原縣屬奉天府,時鐵嶺境域東北部(西豐)被封禁為大圍場,北部為內蒙古科爾沁部。清光緒三年(1877),改昌圖廳為昌圖府,光緒三十三年(1907),廢奉天將軍,設置奉天巡撫,改為行省,鐵嶺境域屬東三省總督。清朝末年,境域內鐵嶺、開原、昌圖、西豐縣屬奉天省。民國二年(1913)實行省縣制,境域南部屬奉天省遼沈道,西部、北部為洮昌道。民國十七年(1928),張學良舉行東北易幟,1929年2月5日,改奉天省為遼寧省,鐵嶺境域屬遼寧省。民國二十一年(1932),偽滿洲國成立后,改遼寧省為奉天省,鐵嶺隸屬奉天省。
中華人民共和國成立后,鐵嶺境域屬遼西省。1954 年 9 月 1 日,遼東、遼西兩省合并為遼寧省,鐵嶺境域隸屬遼寧省。1956年2月8日,遼寧省成立鐵嶺專區,轄鐵嶺、開原、西豐、昌圖、康平、法庫、新賓、清原縣。1959 年 1 月 5 日,鐵嶺專區撤銷,除新賓、清原縣劃歸撫順市外,其余各縣劃歸沈陽市。1964 年3月,沈陽專區成立,鐵嶺境域內各縣為沈陽專區所轄。1966年 7月,沈陽專員公署遷入鐵嶺縣銀州鎮。1968 年 12 月,沈陽專區改為鐵嶺專區,鐵嶺專區轄鐵嶺、開原、昌圖、西豐、康平、法庫、新民縣。1970 年 7 月,鐵嶺專區改為鐵嶺地區,新民縣劃歸沈陽市。
1980 年 1 月,成立鐵嶺市(縣級)。1982 年 9 月,成立鐵法市(縣級)。1984 年9 月20 日,撤銷鐵嶺市、鐵法市,省轄鐵嶺市成立,轄銀州、鐵法、清河區,鐵嶺、開原、昌圖、西豐、康平、法庫縣。1986 年10月,鐵法區撤區設市。1989 年3月,開原縣撤縣設市。1993年1月1日,康平、法庫縣劃歸沈陽市。2002 年 2 月,鐵法市更名為調兵山市。2017年末,鐵嶺市轄銀州、清河 2 區,調兵山、開原 2 市,鐵嶺、昌圖、西豐 3 縣。