明代中、后期为蒙古土默特部落驻牧地。
清雍正元年（1723年）实行蒙汉分治，境内蒙古族属土默特右翼旗5甲。
民国二十七年（1938年），属日伪土默特右翼旗5甲。
民国三十五年（1946年），属土默特特别旗第6自治督导处。
1950年，属萨拉齐县第5区。
1953年，改属第6区。
1954年3月，镇境蒙古族并入萨拉齐县第6区。
1955年，第6区改名双龙区。
1956年，调整为双龙镇。
1957年11月，并入大岱区。
1958年，随萨拉齐县并入土默特旗。
公社化时，双龙镇改为联跃公社。
1959年，联跃公社更名双龙公社。
1961年9月，双龙公社分设沙海子、三道河、毛岱、双龙4公社。
1969年1月，土默特旗分设土默特右旗、土默特左旗后，属土默特右旗。
1984年9月，双龙公社改双龙乡。
1986年9月，双龙乡改双龙镇。
2006年2月，沙海子、三道河2乡并入双龙镇。