秦属桂林郡。
汉初属南越王国。
西汉元鼎六年（前111）属零陵郡始安县。
东汉时期属始安侯国。
三国吴甘露元年（265），属始安郡始安县。
南朝宋为始建国始安县地。
齐及隋朝又为始安郡始安县地。
唐武德四年（621），为桂州始安县地。
贞观八年（634年，一说至德二年），因“附郭桂州”，始安县更名临桂县，此虽为临桂县得名之始，然时县治并不在今临桂区境，故此非今临桂区建制之前身。
乾元元年（758），今区境为桂州临桂县地。
唐末，析临桂县地置广明县，治今区境西北，隶桂州。
五代（907-960）时，设义宁镇，治今五通镇。
后晋天福八年（943），改义宁镇为义归场，寻改义宁县，隶桂州。
开运三年（946），广明、义宁2县改隶溥州。
宋初，广明县并入义宁县。
乾德元年（963），义宁县复隶桂州。
开宝五年（972），义宁县废，第二年复置，仍隶桂州。
绍兴三年（1133），改隶静江府；同时，临桂县亦领辖今区境部分地域。
元至元十五年（1278），义宁、临桂2县改隶静江路。
明洪武元年（1368），义宁、临桂2县改隶静江府。
洪武五年（1372），义宁、临桂2县改隶桂林府。
清乾隆六年（1741），析义宁县地另置龙胜厅。
1912年，临桂县撤消，今区境直属桂林府及义宁县。
1913年，撤桂林府置桂林县，今区境自此分桂林、义宁2县，属漓江道。
1914年属桂林道。
1927年，属广西省。
1930年，属桂林民团区。
1934年，属桂林行政监督区。
1939年，桂林县析出县城及附郭一部分另置桂林市，桂林县因之改称临桂县，今区境分临桂、义宁2县，属桂林行政监督区。
1940年，属第一行政督察区。
1942年，直隶广西省。
1944年，属第八行政督察区。
1949年11月临桂县迁治良丰，属桂林专区。
1950年迁治雁山。
1951年，原灵川县滩源区划入，同时苏桥区划归永福县。
1952年，义宁县撤销，所辖庙坪乡划归龙胜各族联合自治区（县级），其他属域划归灵川县。
1954年6月，灵川县并入，县治由雁山迁至当时的桂林市区。
1956年，划六塘区城桂乡柚子湾村、东山乡五敬村归阳朔县；同时阳朔县葡萄区人仁乡易家村和马岚上乡石头岗村划入。
1962年，析出灵川县，同时龙胜各族自治县庙坪公社划入。
1971年，属桂林地区。
1975年5月，迁治二塘（今临桂镇）。
1983年10月，改属桂林市。
2013年撤县改区。
2014年为桂林市人民政府驻地。