周初属蓟国蓟城，后属燕国蓟城。
秦汉西部属广阳国蓟县，东部属渔阳郡路县，北部属渔阳郡安乐县。
王莽新朝，西部属广有郡伐戎县，东部属通路郡通路亭，北部属通路郡安乐县。
东汉西部属广阳郡蓟县，东部属渔阳郡潞县，北部属渔阳郡安乐县。
北魏安乐县省入潞县。
北齐西部属蓟县，东部属潞县，北部属昌平县。
契丹会同元年（938年），蓟县改名蓟北县。
开泰元年（1012年），蓟北县改名析津县。
契丹太平年间（1021～1031年）起，西部属析津县，东部属潞县、漷阴县，北部属昌平县。
金贞元二年（1154年），析津县改名大兴县。
元至元二十一年（1284年），西部属大都路大兴县，东部属大都路潞县、漷州，北部属大都路昌平县。
明洪武元年（1368年），西部属北平府大兴县，东部属北平府通州、漷州，北部属北平府昌平县。
永乐元年（1403年），西部属顺天府大兴县，东部属顺天府通州、漷县，北部属顺天府昌平县。
清顺治十六年（1659年），漷县省入通州。
1914年，顺天府改为京兆地方，通州改通县。
1925年1月，设东、南、西、北4郊区，为警政区，西部属东郊、北郊、南郊3区，其余属京兆地方大兴、通、昌平3县。
1928年，废京兆地方，设北平特别市，西部属北平市东郊、北郊、南郊3区，其余分属河北省大兴、通、昌平3县。
1947年，郊四区改为郊八区，西部属郊一、郊二、郊三、郊七、郊八5区，按数字排列，郊一区又称十三区，郊二区又称十四区，郊三区又称十五区，郊七区又称十九区，郊八区又称二十区。
1949年6月，第十四区并入第十三区，第十五区和第二十三区合并为第十四区，第十九区和第二十区合并为第十七区，辖区分属第十三、第十四、第十七3区和河北省顺义、通2县，通县驹子房、西小井、东小井、三岔河、焦庄5村划入第十三区，第十三区驻芳草地。
1950年8月，郊区调整为第十至第十六7区，辖区分属第十、第十一、第十四3区和河北省顺义、通2县。
1952年9月，第十区改名东郊区，第十一区改名南苑区，撤销第十四区（德清公路以东地区划归东郊区），辖区分属东郊、南苑2区和河北省顺义、通2县。
1954年6月，东郊区安定门外公路以东，土路（今转角楼）以西，土城以南地区，划归东四区。
1955年8月，东郊区的朝阳门关厢、东便门关厢划归东单区，东直门关厢划归东四区，广渠门关厢、福州义园北墙外土道以北地区划归崇文区，马甸村南土路以南、什坊院村东土路以西、德清公路以东划归西四区，辖区分属东郊、东单、东四、南苑4区和河北省顺义县、通县。
1956年3月9日国务院批准，将河北省通县的金盏、孙河、上新堡、崔各庄、长店、前苇沟、北皋七个乡划归北京市东郊区。
1956年3月17日北京市人民委员会第12次会议决定，将原属东郊区的后屯乡，划归海淀区由清河镇管辖。
1958年2月25日北京市人民委员会第二十三次会议决定，将昌平区雷家桥乡划归东郊区管辖。
1958年5月3日国务院批准，东郊区更名朝阳区。
1958年5月3日国务院批准，将东单区朝阳门关厢、东便门关厢划归朝阳区。
1960年6月18日，北京市人民委员会【市星字第79号】批准：将首都机场办事处改为朝阳区人民委员会的派出机关，将顺义县张喜人民公社的天竺和后峪两个管理区划归朝阳区管辖，并入和平人民公社。
1987年11月30日，北京市人民政府【京政发149号】决定：将朝阳区的裕民路以南的裕中东里、裕中西里及部分毗邻地区划归西城区。
截至2018年，朝阳区辖24个街道、19个地区。
朝阳区人民政府驻朝外街道日坛北街33号。