元朔二年（前127)置广都县，为益州之蜀郡所辖。
东晋永和四年(348)，一说永和八年(352)以蜀之流人置侨郡，广都县由蜀郡改属宁蜀郡。
后同郡废。
隋仁寿元年（601)因避太子杨广讳，始更广都县名双流县。
唐废郡，在州之上设道，实行道—州(府)—县三级制，龙朔二年(662)，一说龙朔三年(663)由双流县析置广都县，两县同属剑南道成都府管辖。
宋改道为路，于路之下设州(府、军、监)，州之下设县，亦为三级制，双流、广都两县均隶属成都府路之成都府。
北宋熙宁五年（1072)废陵州，以贵平、籍县为镇人广都县。
元始有省制(京都附近地区直隶中书省，余属13个行中书省)，以省领路，路领州(府)，州领县，为四级制，至元二十三年(1286年)省广都县入双流县，属四川等处行中书省成都路。
明仿元制，废路为府，改行中书省为承宣布政使司，实行承宣布政使司—府(州)—县三级制，洪武十年(1377)省双流县入华阳县，洪武十三年(1380)复置双流县，前后均属四川布政使司成都府所辖。
清置省，省领府(州、厅)，府领县(府属州、厅)，为三级制，康熙六年(1667)以双流县土旷人稀省入新津县，雍正八年(1730)复置双流县，属四川省成都府。
自嘉庆至清末，又在省和府之间增设道，双流县属成绵龙茂道之成都府，光绪三十四年(1908)改成绵龙茂道名川西道。
民国二年（1913）废府州存道县，双流县仍属川西道，1914年改川西道为西川道，双流县隶属关系不变。
1928年废西川道，双流县直属四川省。
1935年四川省设18个行政督察区分辖各县，双流县属第一行政督察区(区治所在温江县)，直至新中国成立领属未易。
1950年将四川省划分为川东、川南、川西、川北4个行署区，在行署区之下设专区，双流县隶属川西行署区之温江专区。
1952年撤销行署区，保留专区，恢复四川省的建置，双流县属四川省温江专区所辖。
1959年双流县曾一度与华阳县合署办公，1965年撤销华阳县并入双流县，1976年仁寿县籍田区划入双流县，是年双流县划归成都市管辖。
2015年，撤销双流县建制，成立双流区。