三萬年前，沈陽地區在舊石器時代已有人類活動。公元前221年，秦始皇統一中國后，分天下為三十六郡，沈陽隸屬遼東郡望平縣。元朝元貞三年（1296年），元代重建土城，改沈州為沈陽路，歸遼陽行省管轄。從此，“沈陽”這一名稱正式出現于史料上，距今已有七百余年的歷史。民國十二年（1923年），正式設立奉天市政公所，沈陽首次出現市的建制。1953年，沈陽市改為中央直轄市。1954年，沈陽市改為遼寧省轄市。

截至2023年12月31日，沈陽市共轄13個縣級行政區，包括10個市轄區（渾南區、和平區、沈河區、大東區、皇姑區、鐵西區、蘇家屯區、沈北新區、于洪區、遼中區）、2個縣（康平縣、法庫縣）和1個縣級市（新民市）。