西汉时期隶属于车师国，现境属西域都护府管辖；东汉时期，先后曾属车师、汉和匈奴；222年，属西域戊已3管辖；南北朝时，曾属柔然、高车国；隋朝，先属铁勒，后由西突阙统辖；唐朝时，代属庭州管辖；702年，庭州升为北庭大都护府，现境是唐军驻军的屯田处所，后属西州回鹘管辖；宋属西辽，元属别失八里行尚书省，元末为瓦剌游牧地，明属蒙古古厄鲁特（又译为卫拉特）四部之一的和硕特部，明末属准格尔部，1755年，清军平定准格尔叛乱时，在明瓦剌国故城废墟上筑土垒驻军，在现境有清军参加屯田。
清乾隆二十五年，现境属乌鲁木齐厅。
清乾隆三十八年，属迪化直隶州。
1864年，迪化县成立后属迪化县。
1945年，属迪化市。
新中国成立后，属迪化市。
1954年，迪化市改称乌鲁木齐市，属乌鲁木齐市。
1955年，划归乌鲁木齐市郊区管辖。
1959年12月，市郊区撤销合并于乌鲁木齐县，现境划归沙依巴克区管辖。
1961年3月，乌鲁木齐市新市区成立命名，原沙依巴克区管辖的五一公社、机械城公社、红五月公社三个人民公社划归乌鲁木齐市新市区。
1992年，乌鲁木齐高新技术产业开发区经国务院批准设立。
2011年1月，由原乌鲁木齐高新技术产业开发区与原乌鲁木齐市新市区实行区政合一，为乌鲁木齐市新市区（乌鲁木齐高新技术产业开发区），沿用至今。