双台子区历史悠久，源远流长，古属幽州，汉属辽东。
明洪武二十七年（1394年）6月，朝廷募集民工在潮沟（后改称减河、双台子河）南岸修筑两座烽火台，用于军事瞭望和传递信息，双台子因此得名，距今已有600多年的历史。
清光绪三十四年（1908年）盘山厅从盘蛇驿迁至双台子。
1913年（民国2年），撤盘山厅，建盘山县，双台子为盘山县知事公署驻地。
1931年（民国20年）12月，日本侵略军进犯并占据了盘山。
1948年2月，盘山县全境解放，中共盘山县党政机关组建办公，驻地于双台子。
1984年，国务院批准设立盘锦市，双台子是盘锦市委、市政府临时办公所在地。
1985年12月，成立盘山区。
1987年1月，改称双台子区。