今科尔沁左翼后旗区域，秦时属东胡，西汉时基本属乌桓，东汉基本属辽东鲜卑。三国魏景元三年（262），今旗境属东部鲜卑。西晋太康二年（281），今旗境为鲜卑慕容部辖区。隋大业八年（612），今旗境为契丹统辖。唐开元二十九年（741），今旗境属松漠都督府（契丹）统辖区内。辽天庆元年（1111），今旗境属辽上京道临潢府辖区内。金大定二十九年（1189），今旗境属临潢府路辖区内。元至顺元年（1330），今旗境属辽阳行省宁昌路。

明永乐元年（1403），今旗境属山东辽东都司统辖区内。清顺治七年（1650），清朝编置科尔沁左翼后旗，旗札萨克驻双合山（今阿古拉苏木）。旗札萨克参与哲里木会盟，隶属哲里木盟（今通辽市），军事上受盛京将军节制。

民国元年（1912），科尔沁左翼后旗属奉天省，受哲里木盟盟长监督，地方军事由洮辽镇守使支配。民国21年（1932），设兴安三分省，科尔沁左翼后旗公署隶属伪兴安南分省。7月，废盟、旗王公制，改旗札萨克为旗长，“调整统一”，强化殖民统治，逐步推行省、旗、努图克、嘎查、艾里的行政建制。民国23年（1934），属伪兴安南省。