Der Ort wurde 1248 durch Markgraf Johann I. von Brandenburg gegründet und erhielt eine sechs Meter hohe Stadtmauer mit drei Toren, von denen heute nur Reste des Fürstenberger und Stargarder Tors erhalten sind. Die Stadt fiel 1302 an Mecklenburg und wurde aber 1442 nach dem Frieden von Wittstock endgültig brandenburgisch.

Im Dreißigjährigen Krieg und durch Großbrände wurde Lychen mehrfach fast vollständig zerstört, während die Pest 1637/38 die Bevölkerung stark dezimierte.

Wirtschaftlich prägend war ab dem 18. Jahrhundert die Flößerei, welche Holz über die Wasserwege bis nach Berlin und Hamburg transportierte – diese Tradition führte 2008 zur Verleihung des Titels „Flößerstadt“.

Im 19. Jahrhundert brachten die Bahnstrecke Fürstenberg–Templin und die Gründung der Heilstätten Hohenlychen den Aufschwung zum Luftkurort, der um 1930 die meisten Übernachtungen in Brandenburg verzeichnete. Während der NS-Zeit missbrauchte Karl Gebhardt die Heilstätten für Menschenversuche an KZ-Häftlingen. Nach dem Zweiten Weltkrieg wurden die Gebäude der Heilstätte als sowjetisches Lazarett genutzt.

Heute ist Lychen ein beliebter Erholungsort, der durch seine idyllische Lage zwischen sieben Seen und ausgedehnten Wäldern ideale Möglichkeiten zur Erholung bietet.