先秦时期，桑林境域属幽州。
秦代，属辽东西郡。
西汉，属幽州辽东郡险渎县。
西晋，属平州昌黎郡。
隋代，属高句丽辽州。
辽代，属显州（奉先军）奉先县。
金代，属北京路广宁府广宁县。
元代，属广宁府路。
明代，属辽东指挥使司广宁卫。
清代顺治年间，因境内一沙坨上长满桑树，得名桑树林子。
康熙三年（1664年），属广宁府广宁县。
康熙四年（1665年），属锦州府广宁县。
光绪二十八年（1902年），属新民府镇安县。
民国元年（1912年），属奉天省辽中县。
民国二年（1913年），设立台安县，桑林子一带为台安县第五区。
民国三十四年（1945年）10月至三十五年（1946年）2月，台安县建立共产党领导的民主政府，下设桑林区。
民国三十五年（1946年）4月，国民党台安县政府撤销区建制，改为街村建制，桑林一带设桑林村。
民国三十六年（1947年）9月，撤销街村建制，桑林村改为桑林乡。
民国三十七年（1948年）1月，台安县解放，设桑林区；8月，桑林区、黄家区、新立区合并为第三区，区政府驻桑林子村。
民国三十八年（1949年）4月，第三区随台安县划归辽西省。
1954年8月，辽东省、辽西省合并为辽宁省，第三区随台安县属辽宁省。
1955年3月，第三区改为桑林区；桑林区随台安县划属辽阳专署。
1958年2月，撤销桑林区，桑林乡、茨榆乡、团结乡为县直属乡；6月，原3个县直属乡合并为2个县直属乡（桑林乡、团结乡）；9月，桑林子人民公社（又名团结公社）成立。
1959年1月，撤销辽阳专署，桑林公社随台安县属沈阳市。
1964年3月，桑林公社属沈阳专署台安县。
1965年1月，桑林公社随台安县属铁岭专署。
1968年7月，桑林公社随台安县划归盘锦垦区。
1976年1月，桑林公社随台安县划归鞍山市。
1983年11月，撤销桑林人民公社，改为桑林乡。
1984年9月，撤销桑林乡，设立桑林镇。