Kelurahan Bukit Timah dahulunya merupakan sebuah dusun kecil dalam wilayah kepenghuluan Pangkalan Sesai Kecamatan Dumai Barat Kabupaten Bengkalis. Sehubungan dengan perubahan status pemerintahan dan terbentuknya wilayah Kecamatan Dumai Barat Kota Administratif Dumai pada tahun 1979, maka status kepenghuluan Pangkalan Sesai dipersiapkan dan dimekarkan untuk menjadi Kelurahan Bukit Timah Kecamatan Dumai Barat Kota Administratif Dumai.

Adapun luas wilayah dan kepadatan penduduk Kecamatan Dumai Barat dan Kecamatan Dumai Timur, maka dimekarkan menjadi 2 Kecamatan lagi yaitu Kecamatan Dumai Selatan dan Kecamatan Dumai Kota. Berdasarkan Perda Nomor 08 tahun 2009 tanggal 9 September 2009, dan pemekaran tersebut diresmikan pada tanggal 29 Desember 2011. Sejak pemekaran tersebut, Kelurahan Bukit Timah termasuk wilayah Kecamatan Dumai Selatan.