林西县是由巴林析治而建，因位于巴林右旗以西而命名为林西。清光绪三十四年（1907年）四月在此地开办巴林垦务，翌年设巴西县，后改林西县。1949年5月由热河省划归内蒙古自治区。1969～1979年曾归辽宁省辖。
？年，林西县辖6个镇、14个乡：林西镇、官地镇、新城子镇、新林镇、五十家子镇、大井镇、毡铺乡、大营子乡、繁荣乡、三段乡、双井店乡、下场乡、板石房子乡、兴隆庄乡、老房身乡、十二吐乡、冬不冷乡、大川乡、隆平乡、统布乡。
2000年第五次人口普查，林西县总人口235947人，其中：官地镇11678人，新城子镇7518人，新林镇15070人，五十家子镇13141人，林西镇48304人，大井镇4184人，大营子乡13502人，繁荣乡9347人，三段乡9862人，双井店乡6413人，下场乡8363人，统布乡14449人，板石房子乡11998人，毡铺乡9097人，兴隆庄乡8712人，老房身乡10132人，十二吐乡14005人，大川乡8232人，冬不冷乡7843人，隆平乡4097人。
2000年末，全县辖7镇、13乡，148个行政村。2001年6月，撤并乡镇，即撤销冬不冷乡、三段乡、繁荣乡、毡铺乡。区划调整后，全县辖7个镇、9个乡：官地镇、新城子镇、新林镇、五十家子镇、林西镇、大井镇、统部镇、大营子乡、双井店乡、下场乡、板石房子乡、兴隆庄乡、老房身乡、十二吐乡、大川乡、隆平乡。2002年全县总人口23.6万人。
2006年，林西县将16个乡镇（9乡、7镇）调整为8个乡镇（7个镇、l个乡）：撤销十二吐乡，并入林西镇，总面积473平方千米，总人口77273人，辖18个行政村，镇政府驻地设在原林西镇政府所在地林西。撤销兴隆庄乡、老房身乡，并入五十家子镇，总面积662平方千米，总人口31372人，辖17个行政村，镇政府驻地设在原五十家子镇政府所在地五十家子。撤销双井店乡、下场乡，并入新城子镇，总面积613平方千米，总人口21038人，辖13个行政村，镇政府驻地设在原下场乡政府所在地下场。撤销板石房子乡，并入统部镇，总面积551平方千米，总人口25300人，辖14个行政村，镇政府驻地设在原统部镇政府所在地统部。撤销大川乡、隆平乡，并入大井镇，总面积242平方千米，总人口15300人，辖10个行政村，镇政府驻地设在原大井镇政府所在地上大井。新林镇、官地镇、大营子乡原建制及行政区域管辖范围不变。林西县乡镇行政区划调整后，辖林西镇、五十家子镇、新城子镇、统部镇、大井镇、新林镇、官地镇、大营子乡。
2006年末，全县总面积3393平方千米。总人口24.48万人，其中非农业人口5.57万人；少数民族13798人。辖7镇1乡，106个行政村（居委会）。
2009年末，全县总面积3933平方千米。总人口24.13万人，其中非农业人口5.8万人；少数民族14953人。辖7镇1乡、1个街道办事处，101个行政村、8个社区。
2012年?，恢复十二吐乡。调整后，全县辖7个镇、2个乡：林西街道、林西镇、新城子镇、新林镇、五十家子镇、官地镇、大井镇、统部镇、大营子乡、十二吐乡，以及城北、城南2个街道办事处筹备处。