清属黑龙江将军辖区，于呼兰河口设卡伦。
雍正十二年（1734），拨兵驻防，编为八旗。
咸丰年间（1851—1861），放荒兴垦，进入呼兰河一带的流民日趋增多。
同治元年十一月（1862年12月），奏准设置呼兰厅。
呼兰厅理事同知与呼兰城守尉同驻呼兰城。
光绪五年七月（1879年8月），裁撤呼兰城守尉，改设呼兰副都统。
光绪十一年（1885），于北团林子设置绥化厅。
光绪三十年十二月（1905年1月），呼兰厅升改呼兰府。
1913年2月，呼兰府改为呼兰县。
1914年6月，呼兰县隶属绥兰道。
1929年2月，直属黑龙江省。
东北沦陷后，初属黑龙江省，1934年12月划归滨江省。
1945年抗日战争胜利后，同年11月成立呼兰县民主政府，隶属哈北专署。
1947年8月，直属松江省。
1954年8月，松、黑两省合并后，隶属黑龙江省。
1956年3月，划归新设之绥化专区。
1958年8月，划归哈尔滨市。
1965年6月，改归新设之松花江专区。
1983年9月，重新划归哈尔滨市。
2004年2月，撤销呼兰县，设立哈尔滨市呼兰区。
以原呼兰县的行政区域（不含乐业、对青山2个镇）为呼兰区行政区域。
区同时将乐业、对青山2个镇划归哈尔滨市松北区管辖。