灯塔市名称来源于市府驻地灯塔镇。

战国时期隶属辽东郡。

西汉时北部属辽阳县，南部属襄平县。

东汉时属玄菟郡，一直沿袭到东晋十六国的后燕地方政权。

从北燕到隋朝属辽城州都督府。

辽属东京辽阳府。

金属东京路辽阳府。

元属辽阳路。

明属辽东都司。

清属辽阳州。

民国三年（1914年）改辽阳州为辽阳县。

民国三十四年（1945年）“九·三”胜利后，灯塔辖境设烟台区、铧子区、佟二堡区，隶属辽阳县领导。

民国三十五年（1946年3月），国民党占领辽阳城。

民国三十七年（1948年2月）人民解放军二次进驻。

1949年10月后，灯塔辖境设烟台区、铧子区、张台子区、沙浒区、佟二堡区，隶属辽阳市领导。

1959年市县合并为辽阳市，为鞍山市所辖。

1961年市县分治，今灯塔辖境属辽阳县领导。

1968年10月10日，撤销辽阳县，并入辽阳市；同时设立灯塔区（县级），下辖11个公社、1个镇、1个农场。

1978年，将东京陵公社划归辽阳市领导，辽阳市沙岭区的柳条、沈旦、佟二堡、王家4个公社并入灯塔区。

1980年4月15日，国务院批准：撤销灯塔区，设立灯塔县，驻灯塔镇，以辽阳市灯塔区行政区域为灯塔县行政区域，由辽阳市管辖。

1981年12月，增设大河南、单庄子2个公社。

1983年4月，废除公社、生产大队、生产队建制，实行乡、镇人民政府、村民委员会、村民小组建制。

1984年4月1日，经辽宁省政府批准，灯塔县设灯塔、铧子、沈旦堡、佟二堡、张台子、西大窑6个镇。同年，大河南乡东孟胡屯村设朝鲜族村民委员会。

1987年11月6日，辽宁省政府批准灯塔县增设里仁乡、五星乡，张书乡更名罗大台乡。里仁乡辖原属佟二堡镇的民生一、民生二、西三家子、东七台子、杨家窝棚、高家窝棚、高沙沟子、里仁屯、罗家卧子、庄河10个行政村，乡政府驻里仁屯村。

1996年8月27日，民政部批准：撤销灯塔县，设立灯塔市（县级）。辖13个镇、7个乡。

2002年1月8日，辽宁省政府批准：撤销里仁乡、五星镇，合并设立五星镇，撤销单庄子镇、佟二堡镇，合并设立佟二堡镇；撤销沙浒镇、罗大台镇，合并设立罗大台镇；撤销铧子乡、铧子镇，合并设立铧子镇。调整后，灯塔市市辖3个街道、12个镇、1个乡。

2009年10月18日，辽宁省政府同意将灯塔市张台子镇接官村、高营墙村，罗大台镇尖山子村划归太子河区东京陵乡管辖。

2011年末，将灯塔市的罗大台镇划归文圣区管辖，灯塔市的王家镇划归太子河区管辖。