У шумеров символ двуглавого орла имел религиозное значение. Он был солярным символом. Одно из самых ранних изображений двуглавого орла было обнаружено при раскопках шумерского города Лагаш в Месопотамии.

Широко распространен символ двуглавого орла был у хеттов. Его древнейшее изображение (XIII века до н. э.) было найдено при раскопках Хаттусы (совр. Богазкёй) — столицы Хеттского царства. Двуглавый орел, держащий в лапах двух зайцев, был изображен на цилиндрических печатях. Находили изображения двуглавого орла археологи и на хеттских постройках. Двуглавый орел есть и в индуизме. Там он носит имя Гандаберунд («ганда» — сильный, «берунда» — двухголовый). В индуистском тексте «Вишну-пурана» рассказывалось о том, что бог Вишну превращался в Гандаберунду, когда ему была необходима фантастическая сила.

Изображения двуглавого орла VI века до н. э. были встречены в Мидии, восточнее бывшего Хеттского царства. Изображения двуглавого орла встречались и в Древнем Египте, и на ассирийских памятниках, где они, по мнению специалистов, символизировали соединение мидийского царства с Ассирийским в VII-VI вв. до н. э. Изображение двуглавого орла изображали на своих боевых знаменах турки-сельджуки. Орел был изображен над воротами в цитадели столицы сельджуков Конье, на монетах некоторых тюркских династий, и просто массово тиражировался в изобразительном искусстве. В Золотой Орде двуглавый орел встречался на монетах с конца XIII по вторую половину XIV века. Наиболее ранними считают двуглавых орлов на медных фоллариях монетного двора Сакчи (район Дуная) с изображением тамги беклярибека Ногая (1235-1300). Двуглавый орел присутствовал и на тверских монетах XV века.

Впервые в качестве геральдического символа России (тогда еще Великого Московского княжества) двуглавый орел появился в 1497 году при Иоанне III. Тогда орел украсил Большую Государственную печать. В алхимии двуглавый орел является символом транформации. У историков есть сведения, что двуглавый орел был на знаменах гуннов в IV-V веках. Двуглавый орел - эмблема масонских лож шотландского ритуала. Масоны толкуют его как символ единения мужского и женского начала. Изображения двуглавого орла встречаются в росписях восточноевропейских деревянных синагог XVII–XVIII веков (например, в хадорской синагоге в Галиции). «Обращенные в разные стороны головы означают два качества Творца, с помощью которых он управляет мирозданием: Суд и Милосердие, Строгость и Любовь».

Византия, вопреки расхожему заблуждению, никогда не использовала двуглавого орла на государственных печатях и печатях императоров. Изображения двуглавого орла есть орнаментах индейских племен Северной Америки. В каббале двуглавый орел тесно связан с понятием тиккун. Так каббалисты называли исправление мира, потерявшего свою гармонию в результате швират келим – космической катастрофы, когда в мире образовалось зло. Результатом этого исправления должен стать Новый Адам Кадмон (Первоначальный, духовный человек). В Византии, предположительно, двуглавый орел был введен императором Исааком Комнином под влиянием преданий о хаге, распространенных в его родной Пафлагонии. Эти легенды рисуют образ хаги как гигантского орла с двумя головами, который обладал такой силой, что мог унести в своих когтях целого быка.

В Европу двуглавые орлы «прилетели» вместе с крестоносцами. С XIII века они появляются в гербах графов Савойских и Вюрцбургских, на баварских монетах, на монетах короля Сицилии, они известны в геральдике рыцарей Голландии и Балканских стран, а затем императора Священной Римской империи Фридриха II. В XIII веке двуглавый орел становится гербом Сербии, позднее также Черногории, Албании, использовался он в Черниговском и Тверском княжествах. В качестве постоянного герба императора изображение двуглавого орла утвердилась только в XV веке, при императоре Сигизмунде I и Фридрихе III Габсбурге. Двуглавыми орлами до 1935 года были увенчаны четыре башни Московского Кремля (Спасская, Боровицкая, Троицкая, Никольская), до 1918 года — башня Сююмбике в Казани. Двуглавые орлы изображались на иконах Богородицы — на Азовской (XVIII век), «Самодержавной» и на иконе «Яко Орля Крылья» (две последние — конца ХIХ века).

По мнению некоторых европейских историков «двуглавость» орла может быть связана с зороастрийскими культами. Когда в жертву приносили орла, его разделяли на две части. Символика двуглавого орла распространена в суфизме. Неизменным еще с хеттских времен было увенчание орла одной, двумя или тремя коронами – главным царским атрибутом.

В начале XV века черный двуглавый орел появляется и на гербе «Священной Римской империи германской нации», в 1806 году его унаследовала Австрийская (с 1867 – Австро-Венгерская) империя. Русский двуглавый орел, подобно палеологовскому и габсбургскому, изображался то с раскрытыми лапами, то державшим крест, меч или державу. С XVII века утверждается новый образ – с державой и скипетром. На Боровицкой башне Кремля есть орнамент с двуглавым орлом. Предположительное время его создания – 1490-е годы.