遼置信州武昌縣（治秦家屯鎮(zhèn)），后廢。

清同治五年（1866），屬昌圖廳。

光緒三年（1877），置懷德縣，屬奉天昌圖府。

1914年，屬奉天省洮南道。

1929年，直屬遼寧省。

1931年，治所遷公主嶺。

1945年10月，懷德縣劃歸吉合區(qū)行政委員會長春地區(qū)管轄；12月，直屬吉林省。

未久改歸遼北省懷德專區(qū)。

1946年2月，劃歸遼西省二專區(qū)。

1946年6月，劃歸遼吉區(qū)二專區(qū)。

1948年2月，劃歸遼北省后方辦事處；7月，劃歸遼吉區(qū)第二專區(qū)。

1948年10月，劃屬遼北省。

1949年3月，設立公主嶺市，為丙等城市；5月，變?yōu)榭h轄市；懷德縣劃屬吉林省。

1952年9月，公主嶺市定為區(qū)級市，隸屬懷德縣；10月14日，撤銷長春縣，將長春縣的三區(qū)燒鍋、四區(qū)和氣、五區(qū)雙城堡劃給懷德縣。

1956年7月，設立懷德專區(qū)，行署駐公主嶺鎮(zhèn)。

設立公主嶺市，以原公主嶺鎮(zhèn)的行政區(qū)域為公主嶺市的行政區(qū)域；9月，公主嶺市改為區(qū)級鎮(zhèn)。

1956年10月，懷德專區(qū)更名為公主嶺專區(qū)；10月，公主嶺鎮(zhèn)從懷德縣析出，成立公主嶺市（縣級），為省轄市。

1958年10月，撤銷公主嶺專區(qū)，設立四平專區(qū)，懷德縣、公主嶺市等劃歸四平專區(qū)。

1960年1月，撤銷公主嶺市，恢復公主嶺鎮(zhèn)，隸屬懷德縣。

1983年，屬四平市。

1985年2月，撤銷懷德縣，設公主嶺市（地級），分設懷德、公主嶺2縣級區(qū)，并將四平市的伊通縣劃歸公主嶺市。

1986年1月，公主嶺市改為縣級市，撤公主嶺、懷德二區(qū)，伊通縣劃歸四平市。

公主嶺市由四平市代管，計劃由省單列。

2020年6月，公主嶺市由長春市代管。