通辽县为1918年自辽源县析置的旧行政区划单位，初属奉天省洮昌道管辖。1947年成立县级人民政府后，先后隶属辽北省、内蒙古自治区。1951年析出通辽县城关区设立通辽市。行政区划历经多次调整，先后于1958年、1986年两次被撤销建制并入通辽市。1999年撤销县级通辽市设立科尔沁区，标志着通辽县行政区划的历史终结。

1914年于科尔沁左翼中旗置通辽镇，隶属奉天省洮昌道。1918年正式成立通辽县设治委员会，完成从辽源县析置的行政建制变更。1928年归辽宁省管辖，1932年伪满时期划入兴安南省管辖。

1945年日本投降后，通辽县归属辽北省管辖。1947年5月建立县级人民政府，仍属辽北省管辖。1949年随哲里木盟划入内蒙古自治区，成为自治区辖县。

1951年将县城关区析出设立通辽市，形成市县分治格局。1958年10月首次撤销通辽县建制并入通辽市。1964年12月恢复通辽县建制，次年与通辽市正式分署办公。

1969年随哲里木盟划归吉林省管辖，1979年重新划归内蒙古自治区。1986年7月再次撤销通辽县建制，其所辖区域并入县级通辽市。

1999年1月13日，国务院批准撤销县级通辽市，设立地级通辽市科尔沁区。原通辽县辖域整体转为科尔沁区行政区域，延续其作为盟政府驻地的历史职能。此次调整为通辽县自1918年建制以来最终完成的历史沿革终点。

伪满时期辖区涵盖今科尔沁区大部分区域。1964年恢复建制后，辖域调整为9个公社、1个国营农场。1986年并入通辽市时，管辖范围包括21个乡镇及3个国营农牧场。

1928年南京国民政府时期隶属奉天省。1934年伪满行政区划调整后划归兴安南省管辖直至1947年。解放战争时期先后归属辽吉省、辽北省管辖。1949年随哲里木盟划归内蒙古自治区。特殊时期曾随哲里木盟划归吉林省管辖达十年（1969-1979）。