唐初设光州于三合村光洞河北岸。
唐贞观四年（630年），设蛮州治所于白马村同知衙。
北宋开宝八年（975年），蛮州改为大万谷落总管府。
明洪武四年（1371年），改为贵州宜慰司。
清光绪末年，双流为开州西区，辖清里以及杨司、刘司的部分领地。
民国时期，辖地与清末相同，第五区区公所设在刘衙。
民国二十一年（1932年），迁区于今双流街上。
民国二十四年（1935年），改乡镇为联保，双流仍为第五区。
民国三十一年（1942年），废联保恢复乡。
解放初，双流为第一区。
1951年10月，废乡建立行政村，双流为第二区。
1953年1月，行政村改为乡，同时将刘育、练营划归城关区。
1956年1月，改称双流区，刘育、练营2乡划回，共和乡划归城关区，双永、三合并为双流乡，白马、民主并为白马乡，高牛、刘育、练营并为高云乡。
1958年10月，改称双流公社。
1959年7月，龙广公社之干溪、高上田等地划归双流管理区。
1962年1月，恢复双流区建制，管理区改称公社。
1966年2月，建立开阳特区，金中公社之洋桥、桥边、大弯、三角岩4个生产队划入开阳特区。
1966年7月，双流、三合并为双流公社。
1967年12月，双流区改称双流区革命委员会。
1968年3月，撤销开阳特区，原划出的金中，大水沟公社和用沙大队划回双流区。
1979年4月，恢复双流区公所。
1984年3月，建镇。
1991年12月，撤区乡组建双流镇。