古称广都，始建于公元前316年，与古蜀国成都、新都并称“三都”。至隋朝避炀帝（杨广）讳，改称双流（以江安河与府河汇流于二江口而得名）。《太平寰宇记》载：“双流，本汉广都县，至隋，避炀帝讳，改为双流，以县在二江之间，故以名县。”明天启《成都府志》说：“取《蜀都赋》‘带二江之双流’为名。”《蜀都赋》中所说的二江，虽未经双流县境，据《舆地广记》说：“特取蜀中事而名之耳。”又江安河与府河相汇于县内的二江口，也有“二江双流”的情况
双流县原名广都县，建置历史已有两千多年，为四川省的古县之一。

广都之名，始见于《山海经•海内西经》：“后稷之葬，山水环之，在氐国西。”《山海经•海内经》又云：“西南黑水之间，有都广之野，后稷葬焉。”《后汉书•张衡传》校注作“广都之野，后稷葬焉”。明杨慎《山海经补注》云：“黑水广都，今之成都也。”清郝懿行《山海经笺疏》在《海内西经》条下注“在广都之野”，并加按语：“广都，《海内经》作都广是。”据此，可知《山海经》中所提到的“都广”就是“广都”。今人童恩正著《古代巴蜀》、袁珂著《山海经校译》均同此说，认为“或作都广，或作广都，其实一也”。

广都是古蜀王蚕丛、杜宇的故治。《尚书•禹贡》记载，禹分天下为九州。广都属梁州域，历夏商周为蜀国。晋常璩著《华阳国志》云：“周失纲纪，蜀先称王。有蜀侯蚕丛，其目纵，始称王。……后有王曰杜宇，教民务农，一号杜主。……移治郫邑，或治瞿上。”《路史前纪》卷四云：“蚕丛纵目，王瞿上。”宋人罗苹注：“瞿上城在今双流县南十八里，县北有瞿上乡。”清《四川通志》卷四十九云：“瞿上城在双流县南十八里。”《读史方舆纪要》及《双流县志》诸版本均有同样记载。民国时期县人李澄波实地考查后认为：“瞿上城在今新津县与双流县交界之牧马山蚕丛祠九倒拐一带。”蚕丛祠内蚕丛塑像雄伟，其目纵。乡人至今尤称蚕丛为“蚕丛太子”。又《寰宇记》卷七十二引《蜀王本纪》云：“蜀王(开明)据有巴蜀之地，本治广都樊乡，徙居成都。”今人蒲孝荣著《四川政区沿革与治地今释》第一章“广都县”条：“广都樊乡（今双流县境东）昔为蜀国都。”童恩正著《古代巴蜀》云：“开明氏建国初期，原来定居在广都樊乡（今双流）。大约在战国前期，迁到成都。”上述记载表明：古蜀王蚕丛、杜宇、开明氏等曾先后以广都瞿上、樊乡为治所。

周慎靓王五年（秦惠文王更元九年，公元前316年），秦灭蜀。周赧王元年（秦惠文王更元十一年，公元前314年），封子通为蜀侯，以陈壮为相，以张若为蜀国守。广都地属蜀郡。

西汉武帝元朔二年（前127年），置广都县，属蜀郡。元封五年（前106年），置益州刺史部（简称益州），广都县属益州蜀郡。王莽时（9年），广都县更名为就都亭。东汉永平元年（58年）复名广都县。

蜀汉时期，广都县隶属关系不变。

西晋泰始二年（266年），分益州置梁州，广都县仍属益州蜀郡。

成汉时期隶属关系不变。

东晋永和八年（352年），以蜀之流人置宁蜀郡（侨郡），广都县改属宁蜀郡。北周武成元年（559年），废宁蜀郡，广都县仍属益州蜀郡。

隋仁寿元年（601年），改广都县名为“双流县”，属蜀郡。

唐龙朔三年（663年），析双流县复置广都县，同属剑南道成都府。

五代前后蜀时期，双流县、广都县仍属益州成都府。

北宋时期，双流县、广都县属成都府路成都府。熙宁五年（1072年），废陵州，以贵平、籍县为镇，划入广都县。南宋时期，隶属关系不变。

元世祖忽必烈中统元年（1260年），废广都县入双流县。至元十二年（1275年），双流县属成都路录事司，至元二十三年（1286年），隶四川等处行中书省。

明洪武九年（1376年），改四川等处行中书省为四川布政使司。洪武十年（1377年），撤销双流县建制并入华阳县。洪武十三年（1380年），复置，隶属关系不变。崇祯十七年（1644年），张献忠在成都建立“大西”政权，双流县曾一度属“大西”。

清康熙六年（1667年），双流县并入新津县（曾一度用名“新双县”）。雍正八年（1730年），复置双流县，属四川省成都府。嘉庆时属成都府成绵龙茂道。光绪时改为川西道，双流隶属川西道。

民国3年(1914)，改川西道为西川道。民国18年(1929)废西川道，双流县直属四川省辖。民国24年(1935)属四川省第一行政督察区，直至解放。

解放初，析四川省为川东、川南、川西、川北四区并设行署。双流县属川西区行署温江分区行政督察专员公署。1952年撤销行署，恢复省制，设专员公署，双流县属四川省温江专员公署。1959年双流县曾一度与华阳县合署办公。同年7月，撤销双流县建制并入温江县。1962年复置县，隶属关系不变。

1965年，撤销华阳县建制并入双流县。1976年，仁寿县籍田区划入双流县。同年，双流县划归成都市管辖。

1999年，双流县辖17个镇、9个乡：东升镇、大林镇、煎茶镇、永安镇、白家镇、九江镇、黄水镇、籍田镇、正兴镇、彭镇、太平镇、永兴镇、华阳镇、中和镇、文星镇、金桥镇、黄龙溪镇；公兴乡、黄甲乡、胜利乡、三星乡、合江乡、兴隆乡、万安乡、白沙乡、新兴乡。

2004年9月8日，四川省人民政府（川府民政[2004]32号）同意双流县撤销东升镇，其所属行政区域实行街道办事处管理体制。2004年底，双流县辖1个街道（东升）、25个镇（华阳、籍田、彭镇、白家、九江、太平、文星、正兴、大林、煎茶、永兴、黄水、金桥、黄甲、公兴、胜利、新兴、兴隆、万安、白沙、合江、中和、三星、永安、黄龙溪），84个社区委员会、183个村委会；面积1068平方千米，人口密度838人/平方千米。

2005年8月12日，四川省人民政府批准（川府民政[2005]29号），同意撤销双流县白家和文星两个镇建制，原来两镇所属的行政区域实行街道办事处管理体制。8月，撤销白家、文星两镇，设立西航港街道办事处，行政区域面积40平方千米。辖13个社区居民委员会，4个村民委员会。办事处驻地设在原白家镇政府。