公元1206年，成吉思汗统一蒙古各部，建立蒙古帝国，通辽纳入了蒙古帝国的版图。到了元朝时期，通辽归辽阳行中书省大宁路管辖。
明朝时期朱棣北伐之后，通辽又属“三卫”所辖之地，大部分属“扶余卫”管辖。明嘉靖三年（1524年），哈布图哈萨尔第十五世孙奎蒙可 · 塔斯哈剌率二十万部众浩浩南迁，开辟嫩江流域的广阔牧场。历经二百年的生息繁衍，逐渐强盛，成为漠南蒙古诸部中的强悍部落。形成了“喜峰口外，至京师一千二百八十里，东西距八百七十里，南北距二千里的三十六万公里”的广阔领地。从此通辽大部分地区成为科尔沁部落的驻地。[2]
到了清朝，改往日部落制为盟、旗制，1636年（清朝崇德元年）建哲里木盟。哲里木盟是首统盟，当时包括4部、10旗。后来清政府又先后在蒙古王公贵族的封地设厅、府、州、县的建制，哲里木盟基本上归长春、昌图、洮南三府管辖。在清代，哲里木盟在政治、军事、经济上曾起过举足轻重的作用。[1]
民国时期
1912年中华民国成立以后，哲里木盟10旗归北洋政府蒙藏院管辖，同时受东三省监督和节制。
1932年至1945年（伪满洲国时期）哲里木盟先后改称兴安南分省、兴安南省、兴安南地区，分别隶属于兴安局、蒙政部、兴安总省。
解放战争时期，哲里木盟先后改称哲里木省、哲里木盟，分别隶属于东蒙古人民自治政府、兴安省、辽西省、辽吉省、辽北省。[1]
通辽上世纪40年代时是个镇，名字叫白音泰赉镇。後时任哲里木盟盟长蒙古王爷为白音泰赉镇建市取名“通辽”。