早在新石器时代本县为濊貊语族的先世的活动区。
唐虞夏商时期，本县为濊貊语族原始部落的活动区。
西周春秋时期周宣王时，本县属韩侯地。
战国秦汉两晋时期，本县为臣属中原王朝的高句丽部落领地。
南北朝时期，本县西部、中部、南部、东南部仍属高句丽，东北部在北齐之前属勿吉，北齐之后属靺鞨之粟末部。
隋时，属高句丽、靺鞨粟末部两部分的疆域未变。
唐灭隋后，于总章元年，在原高句丽属地设安东都护府。
唐初，隋时本县属高句丽的部分为安东都护府所辖，属靺鞨粟末部的部分未变。
武则天圣历元年，本县属渤海国长岺府。
辽时，本县属东京道咸州回跋部。
金时，本县东北部（原属靺鞨粟末部部分）属上京路会宁府，西南大部分（原属安东都护府部分）属东京路婆速府。
元时，本县属辽阳行省开元路。
明洪武二十年，在东北地区北部设三万卫指挥使司，本县属之。
明嘉庆年间，本县属海西女真辉发部。
明万历三十五（1607），辉发部被建州女真人努尔哈赤所灭，并把此地封为围场。
清初，本县属盛京将军管辖的盛京围场。
清光绪五年（1879），盛京围场开放，设置海龙厅。
光绪二十八年（1902），海龙厅升为府，本县属海龙府。
清宣统元年（1909），奉天将海龙府东南“振、兴、保、甲、绥、聚、远、方”八社划出，建立辉南直隶厅，治所先拟在大肚川（今抚民镇），后定在谢家店（今辉南镇），隶属奉天省东边道兵备道台衙门。
1913年，改厅为县。
1919年，将8个社改为8个区。
1923年，将8个区又改为8个社，原冠于社首的“海”字改为“辉”字。
1925年，将8个社改为4个区。
1928年，废除区制。
1929年，改奉天省为辽宁省。
1931年，“九一八”事变后，本县沦为殖民地。
1932年3月，成立伪辉南县公署，隶属伪奉天省。
1937年，设置伪通化省，本县属之。
1941年，金川县撤销，所辖的样子哨街、板石河村、大椅山村、小金川村划入本县。
1943年，朝阳镇由海龙县划入本县。
1945年8月15日，日本投降后，八路军东北挺进纵队一支队进驻辉南县。
1945年11月25日，成立辉南县民主联合政府，隶属安东省通化专员公署。
全县划为8个区。
1946年2月，本县划归辽北省。
1946年5月，本县划归辽宁省。
1946年7月21日，辽宁省分委将所属县市划为四个专署，本县属第四专署。
1948年9月4日，辽宁省所辖之通化地区划归安东省，成立通化行政督察专员公署，本县属之。
1949年，全县划为2个镇8个区。
1949年5月9日，辽宁省与安东省合并成立辽东省，本县隶属辽东省通化行政督察专员公署。
1949年10月1日，中华人民共和国成立以后，本县仍属辽东省通化地区行政督察专员公署。
1951年，撤销三区，原八区改为三区，全县为2个镇7个区。
1954年8月24日，通化地区划归吉林省，本县归吉林省通化地区专员公署所属。
1956年3月，改区村制为乡镇制，全县建立29个乡、1个区级镇、2个乡级镇，设辉南、样子哨2个区。
1957年，黑鱼沟、三家子由柳河县划入本县。
1957年7月，改设金川、抚民、石道河3个区。
1958年3月，全县调整为3个镇17个乡。
1958年9月，全县在人民公社化中建立11个人民公社。
1960年，新立、西郊、石顶子由海龙县划入本县。
1961年，将11个人民公社调整为15个人民公社。
1962年，将15个人民公社调整为21个人民公社。
1965年，全县调整为4个城镇人民公社，17个农村人民公社。
1980年，原辉南人民公社分为辉南、永兴2个人民公社。
1983年，人民公社体制进行改革，22个人民公社改为4个镇、18个乡。
1983年9月26日，楼街乡改为楼街朝鲜族乡。
1984年，辉南乡与永兴乡合并为辉南乡，样子哨镇与样子哨乡合并为样子哨镇，石道河乡改为石道河镇，镇郊乡更名为双凤乡，全县为5个镇、15个乡（包含1个民族乡）。
1985年3月，通化地区划分为通化、浑江、梅河口（地区级市）3个市，本县归梅河口市所属。
1986年1月，梅河口市降格为县级市，本县归通化市所属。
1986年，辉南镇与辉南乡合并为辉南镇，辉发城乡改为辉发城镇，全县7个镇，12个乡（包含1个民族乡）。
1991，金川乡、庆阳乡、高集岗乡、大椅山乡撤乡设镇，永康乡更名为团林镇，全县为12个镇，7个乡（包含1个民族乡）。
1994年，板石河乡、平安川乡撤乡设镇，安子河乡并入杉松岗镇，全县为14个镇，4个乡（包含1个民族乡）。
2001年10月，双凤乡并入到朝阳镇，全县为14个镇，3个乡（包含1个民族乡）。
2005年10月，平安川镇、高集岗镇并入朝阳镇，大椅山镇并入样子哨镇，中央堡乡并入庆阳镇，板石河镇并入楼街朝鲜族乡，蛟河口乡并入辉发城镇。
全县为10个镇，1个民族乡，名称沿用至今。