隋开皇九年（589）废郡，隋开皇十年（590）分番禺县地置南海县，以郡名称县邑，属广州总管府。
唐属广州都督府。
北宋开宝五年（972）属广州。
元世祖至元十五年（1278）属广东道广州路。
明洪武元年（1368）属广州府。
清属广东省广州府。
有“首府首县”之称。
1912年，裁撤广州府，南海县直属广东省。
1914年，省、县间增设道级建置，南海县属粤海道；1920年，广州市区划定，南海县城划入广州市区；1925年废道，南海县直隶广东省；1928年，省分区设善后管理委员会分管各县，南海县属西区善后管理委员会；1932年，撤销管理委员会，设绥靖公署，南海县属中区绥靖公署；1936年，改绥靖公署为行政督察专员公署，南海县属第一区行政督察专员公署（抗日战争期间一度改属第三区行政督察专员公署）。
中华人民共和国成立后，1950年3月成立南海县人民政府，直隶于省；1951年1月佛山镇分出设佛山市，与南海县分治，省设置派出机关管县；1958年12月，与三水县合并置南三县，后改成南海县。
1960年复分置三水县。
1983年6月，省实行市管县制，南海县隶属佛山市；1992年9月，南海撤县设市，由佛山市代管。
2002年12月8日，国务院关于同意广东省调整佛山市行政区划的批复（国函〔2002〕109号），撤销县级南海市，设立佛山市南海区，以原县级南海市的行政区域（不含南庄镇）为南海区的行政区域，名称沿用至今。