朝阳历史悠久，远古时代就有人类在此繁衍生息，拉开了朝阳人类历史的序幕。

旧石器时代，距今10万年前，朝阳境内生活着鸽子洞人。鸽子洞遗址位于喀左县水泉乡瓦房村。1965年发现，发现了人骨化石、哺乳动物化石和280余件石器。1955年在建平县杨树岭乡南地村发现了人类上臂骨化石，距今3万年前。1972年在凌源市凌北乡八间房村发现了古人类活动遗址，发掘出5种动物化石，49件石器，距今2万年前。

新石器时代，距今5000—5500年前，朝阳进入红山文化时期。从1979年至今，境内发现的红山文化遗迹一百余处，最典型的是牛河梁遗址。在这里发现了祭坛、女神庙、积石冢，出土了陶器、石器和精美的玉器。它的发现将中华文明史提前了1000多年，迎来了中华文明的曙光。

夏朝时，朝阳属冀州地。与夏为伍的是夏家店下层文化，境内夏家店下层文化遗址2000多处，典型遗址有北票丰下遗址，建平水泉遗址等。夏家店下层文化的突出特点是聚落址设石筑围墙，称为“石城堡”。一个大的城堡或几个相连的小城堡，已构成了一个机构相对完整，管理相对完善，防御相对完备的国家。夏末，属冀州孤竹国（今朝阳及周边地区）。

商时，孤竹国成为商的诸侯国，仍属冀州。

西周时，置幽州，孤竹国属幽州，其边境为山戎族所居。北方诸侯国，孤竹、令支、无终等受山戎族控制。

春秋，山戎犯燕。公元前663年，齐桓公打败山戎，灭孤竹国。东胡族入居辽西地区。

战国，燕昭王派大将秦开率兵击败东胡，设渔阳、上谷、右北平、辽西、辽东郡（今凌源市、建平县、喀左县属右北平郡，北票市、朝阳县属辽西郡）这是历史上朝阳行政建置的开始。

秦，沿袭燕置，朝阳仍属右北平郡、辽西郡。

西汉，朝阳初为匈奴左贤王领地。汉武帝时征伐匈奴大胜，遂又属西汉幽州右北郡、辽西郡。境内曾先置且虑、柳城、白狼等县。西汉末，大司马王莽篡权建立新朝，河北豪强王郎在邯郸称帝，朝阳属邯郸王郎。

东汉，朝廷对乌桓族采取绥抚政策，乌桓族内徙并强大起来，尤以右北平、辽西、辽东最盛，史称“三郡乌桓”。东汉末，乌桓支持袁绍攻伐曹操。官渡一战，曹操打败袁绍，207年，曹操率二十万大军征服乌桓。鲜卑族内徙入居辽西。

三国，中原混战，鲜卑族借机发展壮大，形成段部、宇文部、慕容部三大集团，居右北平、辽西郡地区。

西晋，属幽州右北平郡、辽西郡。段部、宇文部、慕容部在白狼河（大凌河）流域展开激烈争夺，慕容部势力最强，其政治中心在大棘城（北票章吉营子乡）。

东晋十六国，337年慕容皝建前燕定都棘城，342年迁都龙城（朝阳市区），370年前燕亡。属前秦地。386年，慕容垂复国建后燕，定都中山，以龙城为陪都，置留台。392年，慕容宝迁回龙城。407年后燕亡，慕容云建北燕。409年，慕容云被部将所杀，冯跋被拥为王，仍为北燕。436年，北魏（拓跋鲜卑政权）灭北燕，设龙城镇。

南北朝，444年北魏置营州（朝阳），治所柳城。辖昌黎（龙城）、建德（白狼城）、辽东、乐浪、营丘五郡。郡下设县，昌黎郡辖龙城、广兴、定荒县，建德郡辖石城、广都、阳武县。534年北魏分裂为东魏、西魏，营州属东魏，550年东魏丞相高洋废魏帝建北齐，营州属北齐。557年北周灭北齐，营州一，刺史高宝宁不降北周，直到隋开皇三年（583）隋幽州总管阴寿攻陷龙城。

隋，置营州总管府，辖建德郡、龙城县，后废建德郡改龙城为龙山县。开皇十八年（598）改龙山为柳城。大业初废营州总管府又置辽西郡。隋末，营州为罗艺割据地。唐武德二年（619）罗艺降唐。

唐，唐武德七年（624）升营州总管府为都督府，先后督营、辽、昌、师、崇、顺、慎七州。开元五年（717）在营州都督府又置平卢军使，开元七年（719）升为平卢节度使。开元二十八年（730）平卢节度使又兼押契丹、奚、渤海、黑水四府经略处置使，成为唐管辖东北的最高行政、军事长官。安史之乱后，营州地为奚族所居。五代十国，营州地为契丹族所属，916年属契丹国，947年属辽。

辽，初属中京道大定府，后置中京道兴中府（朝阳）。先后设建州、霸州、宜州、白川州、安德州、黔州、惠州、榆州、利州、潭州、高州、瑞州等。州下设县，先后设富庶、文定、升平、归化、金源、神水、惠和、阜俗、和众、永和、龙山、盛吉、兴中、营丘、象雷、闾山、咸康、宜民、弘理、永霸、永康、三辅、海滨等县，可谓州县林立，城郭相望。

金，朝阳属北京路大定府，辖富庶、金源、惠和、和众诸县，后置北京路兴中府，辖兴中、永德、宜民县，又置北京路建州，利州。建州辖永霸县，利州辖阜俗、龙山县。置锦州，辖神水县。置义州，辖弘政县。

元，朝阳属辽阳行中书省大宁路，沿袭辽、金旧置，辖龙山、富庶、和众、惠和、金源等县。后又置兴中州、利州、建州、川州、惠州。兼得义州、锦州、瑞州、高州边地及鲁王地。

明，朝阳属大宁都指挥使司，设营州右屯卫、左屯卫、后屯卫。永乐年间为蒙古兀良哈三卫朵颜（今凌源市、建平县、喀左县）、泰宁（北票市、朝阳县）福余之牧地。

清，初实行盟旗制。朝阳地区为卓索图盟。辖喀喇沁左、中、右旗，吐默特左、右旗和库化旗、喀尔喀旗。乾隆四年（1739）设塔子沟厅隶承德府，辖8旗。乾隆三十九年分塔子沟4旗和奈曼旗设三座塔厅隶承德府。乾隆四十三年（1778）撤厅改设建昌、朝阳县，隶承德府。光绪三十年（1904）升朝阳县为朝阳府，辖朝阳、建平、建昌县。

中华民国，初沿袭清置。1914年废朝阳府属热河特别区管辖。1928年热河改省遂属热河省。1933年日军侵占朝阳。朝阳县属伪满锦州省，凌源县、凌南县、建平县属伪满热河省。解放战争时期，朝阳地区国共两党、两军争夺激烈，各设行政建置管辖。1947年10月23日朝阳解放，建立人民政权，属热河省，设朝阳、北票、建平、凌源、建昌县和喀喇沁左旗。

中华人民共和国成立后，朝阳属热河省，1956年划归辽宁省，属锦州专区管辖，1958年成立喀喇沁左翼蒙古族自治县。1959年10月26日朝阳市（地级）成立，辖朝阳、北票、建平、凌源、建昌、喀左县，增设双塔、铁西两区。1962年增设北票矿区。1964年撤市设朝阳地区专员公署，同时撤双塔、铁西区，设朝阳镇（县级）。1968年改称各级革命委员会。1969年，北票矿区并入北票县，朝阳镇并入朝阳县。1978年改朝阳地区行政公署。1979年8月30日建立朝阳市（县级）。1984年6月30日恢复朝阳市（地级），设双塔、龙城两区。1985年北票县改北票市、1989年凌源县改凌源市、建昌县划归葫芦岛市。朝阳市辖双塔、龙城区，北票、凌源市，朝阳、建平、喀左县。