據(jù)《史記·匈奴列傳》載，戰(zhàn)國時期。
“燕亦筑長城，自造陽至襄平。
置上谷、漁陽、右北平、遼西、遼東郡以拒胡”。
是時本溪市區(qū)、本溪縣（指今所轄境域，下同）為燕國遼東郡襄平境內(nèi)，桓仁縣（指今所轄境域，下同）屬燕國遼東郡外徼，為高夷部族轄地。
秦始皇帝二十六年（前221年），秦滅燕統(tǒng)一中國后，將全國劃分36郡，本溪市區(qū)、本溪縣屬遼東郡襄平縣，桓仁縣屬遼東郡外徼。
漢代，本溪市區(qū)、本溪縣屬幽州遼東郡襄平縣。
漢武帝元封三年（前108年），滅衛(wèi)氏朝鮮，增設樂浪、玄菟、真番、臨屯4郡，桓仁縣屬玄菟郡。
漢元帝建昭二年（前37年），扶余王子朱蒙避難逃亡至紇升骨城（即今桓仁縣五女山，有舊城遺址），建國立都號稱高句麗，為中國少數(shù)民族政權：漢平帝元始三年（3年），移都國內(nèi)城（今吉林省集安縣），紇絕升骨城作為高句麗都城長達40年。
之后，桓仁地域一直為高句麗部族政權轄地，直至唐代。
三國時期，本溪市區(qū)、本溪縣屬幽州遼東郡襄平縣。
西晉時期，本溪市區(qū)、本溪縣屬平州遼東郡（國）襄平縣。
東晉十六國時期，本溪市區(qū)、本溪縣屬平州遼東郡襄平縣。
南北朝和隋朝時期，本溪市區(qū)。
本溪縣屬高句麗部族政權所轄。
唐總章元年（668年），唐滅高句麗，收復遼東故地，置安東都護府，本溪市區(qū)、本溪縣屬河北道安東都護府遼城州都督府，桓仁縣屬河北道安東都護府哥勿州都督府。
元和十五年（820年），大祚榮建立渤海國，桓仁縣屬渤海國西京鴨淥府桓州。
遼太祖三年（909年），契丹占據(jù)遼東，本溪市區(qū)、本溪縣屬契丹部族轄地。
神冊四年（919年），契丹修遼陽故城，改名為東平郡，本溪市區(qū)、本溪縣屬東平郡。
天顯元年（926年），滅渤海國，改其地為東丹國，是時桓仁屬東丹國。
乾亨二年（980年），廢除東丹國，改置東京道，本溪市區(qū)、本溪縣屬東京道遼陽府，桓仁縣屬東京道鴨淥府。
金天會三年（1125年），金滅遼，繼而廢道置路。
本溪市區(qū)、本溪縣屬東京路遼陽府，桓仁縣屬東京路婆娑府。
元至元二十四年（1287年），在遼陽等處設置行中書省，翌年改東京路為遼陽路，本溪市區(qū)、本溪縣屬遼陽行省遼陽路，桓仁縣先屬遼陽行省婆婆府路，后改隸婆娑巡檢司。
明洪武四年（1371年）2月，置遼東衛(wèi)指揮使司，同年7月，改置定遼都衛(wèi)。
洪武八年（1375年）10月，又改置遼東都指揮使司。
洪武十年（1377年）改所椿州縣為衛(wèi)、所。
永樂元年（1403年），設置建州衛(wèi)。
永樂六年（1409年），設置奴兒干都指揮使司。
本溪市區(qū)、本溪縣屬遼東都指揮使司東寧衛(wèi)，桓仁縣屬貝兒子都指揮使司建州衛(wèi)。
清順治元年（1644年），本溪市區(qū)、本溪縣屬于遼陽府。
順治十四年（1657年），移府盛京（后改為奉天府），降遼陽府為遼陽縣。
康熙三年（1664年），升遼陽縣為遼陽州。
清康熙年間桓仁一帶被列為封禁地。
光緒三年（1877年），設置懷仁縣，隸興京撫民廳。
光緒三十二年（1906年）10月，清政府正式批準將遼陽州東部、興京撫民廳西南部、鳳凰廳北部地區(qū)劃出，設本溪縣建置。
民國三年（1914年），本溪縣、桓仁縣（是年由懷仁縣改稱）均隸屬于奉天省東邊道。
民國十七年（1928年），張學良在東北易幟后，改奉天省為遼寧省，本溪、桓仁兩縣仍屬之。
民國二十一年（1932年）3月，日本建立偽滿洲國，本溪縣隸屬于奉天省，桓仁縣隸屬于安東省。
民國二十六年（1937年），日偽政權實行街制，在本溪縣公署所在地本溪湖設立本溪湖街。
民國二十八年（1939年），偽滿政權將本溪湖街、宮原一帶從本溪縣劃出，設置本溪湖市，隸屬于奉天省。
民國三十四年（1945年）8月15日，日本帝國主義宣告無條件投降，9月18日，中國共產(chǎn)黨領導的冀熱遼軍區(qū)十六軍分區(qū)部隊進駐本溪，10月8日和10月18日，先后成立本溪市、本溪縣民主政府，均隸屬于遼寧省。
民國三十五年（1946年），國民黨軍隊大舉進攻解放區(qū)；同年5月3日，占據(jù)本溪市區(qū)，成立國民黨本溪湖市政府及本溪縣政府，隸屬于遼寧��；同年10月1日，國民黨遼寧省政府下令撤銷本溪湖市，將市區(qū)并入本溪縣。
民國三十七年（1948年），本溪全境解放，成立本溪市人民政府，本溪市、本溪縣、桓仁縣均隸屬于安東省。
民國三十八年（1949年）4月，東北行政委員會決定，將安東省與遼寧省合并，成立遼東省、遼西省，本溪市由東北行政委員會直轄，本溪縣、桓仁縣隸屬遼東省。
1952年9月，中央人民政府決定撤銷本溪縣，其原轄區(qū)亦并入本溪市。
1953年4月，中華人民共和國政務院決定，本溪市改由中央人民政府直轄。
1954年6月，國務院決定遼東省、遼西省合并成立遼寧省，本溪市改由遼寧省管轄，桓仁縣為遼寧省安東專區(qū)所轄。
1992年7月25日，國務院批準本溪市為“較大的市”。