西汉至十六国“五凉”时期，双城镇境域分属武威郡休屠县和姑臧县。
北魏至隋初，属武威郡襄城县，襄城县治所即在今凉州区双城镇境内。
唐宋年间，分属神鸟县和嘉麟县。
元时，属永昌路西凉州。
明清时期，先后归凉州卫和武威县。
民国元年（1912年）后，属武威县双城乡。
1949年9月，属双城区。
1952年7月，属第六区（双城）。
1956年1月撤区并乡，为双城乡。
1958年10月，成立双城公社。
1962年，分设为双城、南安、四坝、洪祥公社。
1983年7月，分属双城、南安乡。
1986年1月，双城、南安乡合并设立双城镇。