ได้ปรากฏหลักฐานฟอลซิลกะโหลกศีรษะมนุษย์ apeman บริเวณต้าฉือเฉียว เทือกเขาจินหนิว เมืองหยิงโข่ว แสดงให้เห็นว่ามีมนุษย์ดึกดำบรรพ์อาศัยอยู่บริเวณนี้เมื่อ 280,000 ปีก่อน และปรากฏหลักฐานเครื่องมือมนุษย์ช่วงกลางยุคหินเมื่อ 150,000 ปีก่อนที่บริเวณเมืองเฉาหยาง นอกจากนี้ ยังปรากฏหลักฐานมนุษย์ยุคหินใหม่ เช่น เครื่องมือ เครื่องใช้ต่าง ๆ เมื่อ 6,000 – 7,000 ปีก่อนหลงเหลืออยู่ในเมืองเสิ่นหยาง

ยุคสามก๊ก เมื่อโจโฉปราบอ้วนเสี้ยวได้แล้ว อ้วนซงและอ้วนฮี ผู้บุตรหนีไปพึ่งกองซุนของขอลี้ภัยการเมือง กองซุนของเกรงว่าโจโฉจะยกทัพเข้าบุกทลายเมืองเลียวตัง มณฑลเหลียวหนิง จึงจับตัวอ้วนซง และอ้วนฮีตัดศีรษะส่งไปให้โจโฉที่ตั้งทัพอยู่ ณ เอ๊กจิ๋ว และขอสวามิภักดิ์ โจโฉจึงตั้งให้กองซุนของเป็นไถ้โส่วที่เลียวตังตามเดิม

ศตวรรษที่ 16 ก่อนคริสตกาล มณฑลเหลียวหนิงซึ่งอยู่ภายใต้การปกครองของนครรัฐยานในสมัยชุนชิว เป็นเมืองที่อยู่ติดกับเมืองของราชวงศ์ซาง หลังจากนั้น มณฑลเหลียวหนิงถูกปกครองโดยหลายราชวงศ์ มณฑลเหลียวหนิงปรากฏหลักฐานที่ชัดเจนสมัยราชวงศ์ชิง (ค.ศ. 1644 – 1911) โดยมีโบราณสถานที่สำคัญ คือ พระราชวังโบราณ “เสิ่นหยางกู้กง” ในปี 1931-1945 เมืองเสิ่นหยางถูกปกครองโดยประเทศญี่ปุ่น

หลังจากจัดตั้งสาธารณรัฐประชาชนจีนในปี 1949 รัฐบาลประจำภูมิภาคตะวันออกเฉียงเหนือได้แบ่งมณฑลเหลียวหนิงออกเป็นสองมณฑล คือ เหลียวหนิงตะวันออก และเหลียวหนิงตะวันตก ต่อมาในปี 1954 เหลียวหนิงตะวันออก และเหลียวหนิงตะวันตกได้รวมเป็นมณฑลเหลียวหนิงอีกครั้ง โดยมีเมืองเสิ่นหยางเป็นเมืองหลวง