北票是由于煤矿开发而得名。清光绪年间，有人发现了小扎兰营子、兴隆沟、木多土鄂赖（北票工农村）、大梁岗子（现和尚沟煤矿工井），等处地下含煤，由当时的土默特旗长棍布扎布向热河都统廷杰报奏此事，都统遂于光绪三十三年（1907年）发下龙票四张（即窑照），许可开采，因四地皆在朝阳北，故称“北四票”，简称北票。一说，清乾隆年间，皇帝开出两张龙票，其中一张允许在此处开采煤炭，故起名北票。
春秋战国时期，北票属东胡山戎之地。秦属辽西郡。西汉属幽州辽西郡。东汉属幽州辽西郡柳城县。魏晋属昌黎郡。东晋十六国的前燕、前秦、后燕属昌黎郡（治龙城今朝阳）。北燕属昌黎尹龙城。北魏属营州昌黎郡龙城（和龙城）。东魏、北齐属营州。隋属柳城郡柳城县。唐属辽西郡。天宝元年（742年）改营州治所柳城。迂属中京道，在北票县境内。会同三年（940年），设川州治所咸康，辖三县：咸康县（南八家子乡四吉板）、弘理县（土城子）、宜民县（黑城子镇）。后又设置盛吉县（上园镇）。金大定六年（1166年）降川州为宜民县，属北京路兴中府。
元属大宁路川州。明属营州前右卫屯（朝阳），后又归泰宁卫（朝阳至阜新辽河以西后为蒙古土默特所并称卓索图盟的土默特右翼旗）。清属塔子沟厅东境。光绪三十年（1904年）属朝阳县辖。1933年年后属锦州省朝阳县辖。1940年将北票划为土默特中旗。1946年建立北票县人民政府，属热河省辖。1948年属辽西省辖。1949年属热河省辖。1955年7月属辽宁省锦州专区辖。1959年2月属朝阳市。1964年归朝阳专区（地区）。后为朝阳市辖县。1985年4月5日，撤销北票县，设立北票市（县级），由朝阳市代管【1985年1月17日，国务院（国函[1985]10号）批准：撤销北票县，设立北票市（县级）】。
1996年，北票市面积4569平方千米，人口约62.7万人，辖6个街道、5个镇、29个乡：南山街道、城关街道、冠山街道、台吉街道、桥北街道、三宝街道、宝国老镇、大板镇、黑城子镇、上园镇、西官营镇、北四家乡、巴图营乡、北塔乡、常河营乡、长皋乡、平房乡、东官营乡、大三家乡、哈尔脑乡、红石砬乡、姜家窝铺乡、娄家店乡、凉水河乡、龙潭乡、蒙古营乡、马友营蒙古族乡、南八家子乡、泉巨水乡、三宝乡、十八台乡、三宝营乡、土城子乡、桃花吐乡、台吉营乡、五间房乡、下府蒙古族乡、兴顺德乡、小塔子乡、章吉营乡。市府驻南山街。
1997年，省政府（辽政[1997]25号）批复同意撤销姜家窝铺乡，设立台吉镇。1999年，省政府（辽政[1999]151号）批复同意：撤销十八台乡，并入宝国老镇；撤销平房乡，并入西官营镇；撤销红石砬乡，并入三宝乡；撤销三宝营乡，并入上园镇；撤销常河营乡，并入长皋乡；撤销章吉营乡，并入大板镇；撤销哈尔脑乡，并入桃花吐乡；撤销土城子乡，并入五间房乡；撤销泉巨永乡，其行政区域并入蒙古营乡；撤销凉水河乡，并入下府蒙古族乡；撤销兴顺德乡，保留国营兴顺德农场建制，将原兴顺德乡及兴顺德农场行政区域并入黑城子镇；撤销台吉镇，设立东台吉街道。2000年，省政府（辽政[2000]60号）批复同意：撤销五间房乡、桃花吐乡，设立五间房镇、桃花吐镇。至此，北票市辖7个街道、7个镇、15个乡。
2000年第五次人口普查，北票市常住总人口573836人，其中：南山街道42643人，城关街道22575人，桥北街道8717人，冠山街道24707人，三宝街道12579人，台吉街道21356人，东台吉街道20306人，五间房镇35698人，西官营镇25308人，大板镇17989人，上园镇23556人，宝国老镇25033人，黑城子镇22952人，桃花吐镇35035人，长皋乡21141人，小塔子乡9559人，马友营蒙古族乡15703人，蒙古营乡28409人，大三家乡16279人，东官营乡20352人，龙潭乡17909人，南八家子乡9575人，巴图营乡13505人，台吉营乡12105人，北塔乡12151人，娄家店乡14056人，北四家乡9561人，下府蒙古族乡12182人，三宝乡22895人。
2001年，省政府批复同意：撤销桃花吐镇，分设哈尔脑乡、桃花吐镇；撤销长皋乡，分设常河营乡、长皋乡；撤销大板镇，分设章吉营乡、大板镇；撤销蒙古营乡，分设泉巨永乡、蒙古营乡；撤销上园镇，分设三宝营乡、上园镇。2001年11月1日，省政府批复同意下府蒙古族乡更名为凉水河蒙古族乡。2002年6月，全市辖7个街道、7个镇、18个乡、2个民族乡，46个社区、340个行政村，面积4583平方千米，人口约61.98万人，市政府驻市府街3号。
2003年11月21日，省政府批复同意撤销东台吉街道，设立台吉镇【注：北票市各街道办事处均冠以“管理区”（简称“区”）称谓】。2006年4月11日，《国务院关于同意辽宁省调整朝阳市部分行政区划的批复》（国函[2006]9号）同意将北票市桃花吐镇划归朝阳市双塔区管辖（朝阳市政府已于2005年末批准，2006年3月正式实行）。
2010年第六次人口普查，北票市常住总人口496164人，其中：城关街道14811人，南山街道44544人，冠山街道16628人，桥北街道4023人，三宝街道9047人，台吉街道15741人，双河街道22069人，西官营镇22963人，大板镇6328人，上园镇13581人，宝国老镇19999人，黑城子镇16879人，五间房镇32642人，台吉镇16328人，长皋乡10139人，常河营乡8291人，小塔子乡8395人，马友营蒙古族乡14990人，蒙古营乡12973人，泉巨永乡11696人，大三家乡14666人，东官营乡18938人，龙潭乡16385人，哈尔脑乡14943人，南八家子乡7469人，章吉营乡8693人，三宝营乡5614人，巴图营乡11407人，台吉营乡11213人，北塔乡12215人，娄家店乡13086人，北四家乡8996人，凉水河蒙古族乡5890人，三宝乡17276人，兴顺德国营农场3032人，下府经济开发区3706人，大黑山特别行政管理区568人。
2012年，省政府批复同意撤销东官营乡、龙潭乡、北塔乡，设立东官营镇、龙潭镇、北塔镇。2013年9月17日，省政府批复同意：撤销蒙古营乡，设立蒙古营镇（辽政[2013]186号）；撤销大三家乡，设立大三家镇（辽政[2013]187号）。
全市现辖7个街道、12个镇、15个乡（其中2个民族乡）：城关街道、南山街道、冠山街道、桥北街道、三宝街道、台吉街道、双河街道、西官营镇、大板镇、上园镇、宝国老镇、黑城子镇、五间房镇、台吉镇、东官营镇、龙潭镇、北塔镇、蒙古营镇、大三家镇、长皋乡、常河营乡、小塔子乡、马友营蒙古族乡、泉巨永乡、哈尔脑乡、南八家子乡、章吉营乡、三宝营乡、巴图营乡、台吉营乡、娄家店乡、北四家乡、凉水河蒙古族乡、三宝乡。市政府驻南山街道市府街3号。