娄星区古属荆州地域。
战国时期属楚国。
秦代属湘南县。
西汉高祖五年(公元前202年)属连道，南朝宋永初三年(公元422年)属湘乡县。
开皇九年(公元589年)属衡山县。
唐武德一百年(公元622年)复属湘乡县，直至民国时期隶属不变。
1949年9月，设娄底镇，属益阳专区湘乡县第九区。
1952年2月，析湘乡县置双峰县；析新化、安化、邵阳3县置蓝田县，属蓝图县，设娄底、小碧、刀宝3区；7月，蓝田县更名涟源县；11月，撤益阳专区，涟源县划归邵阳专区。
1957年1月，设娄底办事处。
1958年9月，撤办事处，设娄底、小碧、刀宝3公社。
1961年7月，属县级娄底市。
1962年10月，撤县级娄底市，属涟源县，设娄底、渡头塘2区和娄底镇。
1968年7月，撒娄底区。
1969年11月，恢复娄底区。
1977年9月，析邵阳地区置涟源地区，驻涟源县蓝田镇。
1978年10月，娄底区太科公社划归娄底镇；12月，涟源地区机关迁驻涟源县娄底镇。
1979年，大科公社改为南郊管理区，析娄底镇置北郊管理区、娄底街道。
1980年7月，娄底镇、娄底西阳公社的方石、水洋2大队和杉山公社民福、东风2大队及时百亩公社思塘大队合并为娄底市(县级)；10月，娄底市设城南、城北、城西3办事处；11月，南郊管理区改为大科公社，北郊管理区改为茅塘公社。
1982年2月，茅塘公社更名涟滨公社，城南、城北、城西3办事处改为乐坪、花山、黄泥塘3街边办事处。
1982年12月，涟源地区更名娄底地区。
1983年3月，撤娄底地区，娄底市改区，划归湘潭市；7月，恢复娄底地区。
1984年7月，涟源县娄底区8乡划归娄底市。
1986年1月，撤杉山乡，设杉山镇。
1999年1月，娄底地区撤地设市，原县级娄底市改为娄星区至今。