商、西周时期，属于鬼方、肃慎两族地界接合部；东周、秦时期为东湖游牧地；汉、三国时期为鲜卑族据有；晋、南北朝，隋时期为契丹族据有；唐时期属河北道松漠都督府（一说为渤海国长岭府及宁州治）。辽属上京道乌古部乌古敌烈统军司，金属临潢府路东北路招讨司。元为内蒙古王公翰赤斤的封地，属中书省宁昌路折连川（者连却呆儿万户府）。明为蒙王兀良哈（明末其自立为科尔沁王）领地，属奴儿干都司塔山前卫卜刺罕卫。清初仍为兀良哈领地；后为扎萨克辅国公牧地，属哲里木盟郭尔罗斯前旗；清末属吉林巡抚统辖。
光绪三十三年（1908）置长岭县，治长岭子（屯），属吉林省长春府。1914年8月属吉长道。1941年7月属四平省。1945年11月初属辽宁省辽源专区。1946年2月中旬属辽西省第二专区；同年6月属辽吉省。1946年12月1日，国民党军队进占长岭，成立国民党长岭县政府。【一说：1945年10月，划归吉合区行政委员会长春地区管辖。12月，划归吉林省工委领导。1946年5月，划归辽西省辽西专区管辖。6月，划归辽吉行署第二专区管辖。】
1946年12月，双山、长岭、辽源（今双辽）三县合并组成双长辽县。1947年2月属辽北省第二专区；3月19日，长岭再次解放；7月20日，撤销双长辽县，恢复长岭等县制；8月由辽北省直辖。1948年2月属辽北省后方办事处；1O月由辽北省直辖。1949年4月21日成立长岭县人民政府（1955年改为长岭县人民委员会），为吉林省直辖县。1956年7月3日属白城专区。1968年撤销长岭县人民委员会，成立长岭县革命委员会；1980年改长岭县人民政府。1992年属松原市（地级）。
1908年设治后，将由农安县划拨的家、齐、国等3个区，改划为长升、长恒、长济、长豫等4个区，秋后增设1个长益区（选定的县城）；面积为5089.5平方千米。1909年全县划定长益（县城）、长豫、长济、长恒、长谦、长孚、长履、长萃、长丰等10个乡（益、豫、济、恒、升5个乡辖324个村，其余乡未设村）。后增设长泰乡。1919年将11个乡改为11个区（第一区至十一区）。
1930年，将11个区缩变为8个区：一区（县城）、二区（流水驼子）、三区（太平山）、四区（利发盛）、五区（新安镇）、六区（七号鲍家烧锅，由原六区、八区合并）、七区（北正镇，由原七、十区合并）、八区（泰和镇，由原九、十一区合并）。1932年（伪大同元年），全县八个区，下设45个主村、51一个副村。1934年9月，副村增设到267个。1934年全县总面积5184平方千米。1941年，泰和镇、李药铺、老爷庙、太平山等4个村划出，辽源县的保康、太平川等两个村划入，全县总面积为3958.16平方千米。
1949至1955年，全县总面积为5258.8平方千米。1951年，长岭县辖9个区，198个村。1956年，长岭县辖3个区、1个镇、48个乡；置长岭镇，后废；保康镇划出，双辽县茂林镇划入，全县总面积为5234.57平方千米。1958年10月将乡、社改为公社，调整后长岭县辖10个公社，134个管理区。1960年，长岭县辖2个镇、10个公社，198个生产大队。1961年茂林公社划出，本县总面积减少为5224.78平方千米。1962年12月，长岭县辖2个镇、28个公社、2个农场。
1966年1月，长岭县辖2个镇、29个公社、248个生产大队；同年，朝阳公社划出，农安县的巨宝山、三青山两个公社划入。至此，全县全境西起太平川镇（原新风乡）丰库村西端，东至三青山镇夏家窝堡村东缘长达110千米；北起长岭镇（原龙风乡）新太平山村北端，南止腰坨子乡头段村南缘，宽距42千米。
1971年，长岭县辖31个公社，248个生产大队。1979年，增设2个街道办事处。1980年初，长岭县辖29个公社、2个镇，248个生产大队，1675个生产小队；复置长岭镇。1983年8月，长岭县辖6个镇、29个乡，252个村。1985年，长岭县辖6个镇、25个乡，252个村。1995年12月，长岭县辖12个镇、19个乡，50个居会会、252个村委会。
1996年，长岭县面积5728平方千米，人口60.1万人。辖12镇19乡：长岭镇、太平川镇、巨宝山镇、太平山镇、前七号镇、新安镇、三青山镇、大兴镇、北正镇、永久镇、流水镇、利发盛镇、三十号乡、东六号乡、集体乡、光明乡、三县堡乡、海青乡、前进乡、东岭乡、二里界乡、十家户乡、永升乡、七撮乡、三团乡、双龙乡、广太乡、龙凤乡、八十八号乡、腰坨子乡、新风乡。县政府驻长岭镇。
2000年第五次人口普查，全县总人口625830人，其中：长岭镇69201人、太平川镇36582人、巨宝镇32680人、太平山镇25329人、前七号镇26757人、新安镇25187人、三青山镇33477人、大兴镇20696人、北正镇12041人、流水镇24629人、永久镇20935人、利发盛镇16285人、广太乡16541人、龙风乡9881人、东六号乡20701人、集体乡17522人、光明乡18585人、三县堡乡20899人、海青乡12126人、前进乡19482人、东岭乡14573人、二里界乡17761人、腰坨子乡18145人、八十八乡13621人、十家户乡10099人、永升乡13584人、三团乡15621人、三十号乡11117人、七撮乡6236人、新风乡12750人、双龙乡9312人、腰井子牧场3475人。
2002年10月21日，经吉林省人民政府批准，吉林省民政厅下发（吉民行批[2002]10号）文件：撤销新风乡，将其所辖行政区域划归太平川镇管辖；撤销七撮乡，将其所辖行政区域归北正镇管辖；撤销广太乡，将其所辖行政区域划归长岭镇管辖。乡镇合并后，镇政府驻地不变。至此，长岭县辖12个镇、16个乡：长岭镇、太平川镇、巨宝山镇、太平山镇、前七号镇、新安镇、三青山镇、大兴镇、北正镇、流水镇、永久镇、利发盛镇、龙凤乡、东六号乡、集体乡、光明乡、三县堡乡、海青乡、前进乡、东岭乡、二里界乡、腰坨子乡、八十八号乡、十家户乡、永升乡、三团乡、三十号乡、双龙乡。
2003年，长岭县面积5728.4平方千米，总人口641762人，其中农业人口534426人，占总人口的83.3%。全县辖12个镇、16个乡：长岭镇、巨宝山镇、太平山镇、前七号镇、新安镇、三青山镇、大兴镇、北正镇、永久镇、流水镇、利发盛镇、太平川镇、东六号乡、集体乡、光明乡、三县堡乡、海青乡、前进乡、东岭乡、二里界乡、十家户乡、永升乡、三团乡、双龙乡、龙凤乡、八十八乡、腰坨子乡、三十号乡；6个国营农林牧场、2个经济开发区、1个畜牧示范园区。共有211个行政村。（根据《吉林年鉴2003》）
2005年9月9日，吉林省民政厅（吉民行批[2005]31号）批复，经省政府批准，同意对长岭县部分乡镇行政区划作如下调整：（一）撤销永升乡，将其所辖行政区域划归大兴镇管辖。（二）撤销十家户乡，将其所辖行政区域划归前七号镇管辖。（三）撤销双龙乡，将其所辖行政区域划归流水镇管辖。（四）撤销二里界乡，将其所辖行政区域划归新安镇管辖。（五）撤销龙凤乡、东六号乡，将这2个乡所辖行政区域划归长岭镇管辖。（六）将北正镇的六合元村划归太平川镇管辖。