周初屬薊國薊城，后屬燕國薊城。

秦漢西部屬廣陽國薊縣，東部屬漁陽郡路縣，北部屬漁陽郡安樂縣。

王莽新朝，西部屬廣有郡伐戎縣，東部屬通路郡通路亭，北部屬通路郡安樂縣。

東漢西部屬廣陽郡薊縣，東部屬漁陽郡潞縣，北部屬漁陽郡安樂縣。

北魏安樂縣省入潞縣。

北齊西部屬薊縣，東部屬潞縣，北部屬昌平縣。

契丹會同元年（938年），薊縣改名薊北縣。

開泰元年（1012年），薊北縣改名析津縣。

契丹太平年間（1021～1031年）起，西部屬析津縣，東部屬潞縣、漷陰縣，北部屬昌平縣。

金貞元二年（1154年），析津縣改名大興縣。

元至元二十一年（1284年），西部屬大都路大興縣，東部屬大都路潞縣、漷州，北部屬大都路昌平縣。

明洪武元年（1368年），西部屬北平府大興縣，東部屬北平府通州、漷州，北部屬北平府昌平縣。

永樂元年（1403年），西部屬順天府大興縣，東部屬順天府通州、漷縣，北部屬順天府昌平縣。

清順治十六年（1659年），漷縣省入通州。

1914年，順天府改為京兆地方，通州改通縣。

1925年1月，設東、南、西、北4郊區，為警政區，西部屬東郊、北郊、南郊3區，其余屬京兆地方大興、通、昌平3縣。

1928年，廢京兆地方，設北平特別市，西部屬北平市東郊、北郊、南郊3區，其余分屬河北省大興、通、昌平3縣。

1947年，郊四區改為郊八區，西部屬郊一、郊二、郊三、郊七、郊八5區，按數字排列，郊一區又稱十三區，郊二區又稱十四區，郊三區又稱十五區，郊七區又稱十九區，郊八區又稱二十區。

1949年6月，第十四區并入第十三區，第十五區和第二十三區合并為第十四區，第十九區和第二十區合并為第十七區，轄區分屬第十三、第十四、第十七3區和河北省順義、通2縣，通縣駒子房、西小井、東小井、三岔河、焦莊5村劃入第十三區，第十三區駐芳草地。

1950年8月，郊區調整為第十至第十六7區，轄區分屬第十、第十一、第十四3區和河北省順義、通2縣。

1952年9月，第十區改名東郊區，第十一區改名南苑區，撤銷第十四區（德清公路以東地區劃歸東郊區），轄區分屬東郊、南苑2區和河北省順義、通2縣。

1954年6月，東郊區安定門外公路以東，土路（今轉角樓）以西，土城以南地區，劃歸東四區。

1955年8月，東郊區的朝陽門關廂、東便門關廂劃歸東單區，東直門關廂劃歸東四區，廣渠門關廂、福州義園北墻外土道以北地區劃歸崇文區，馬甸村南土路以南、什坊院村東土路以西、德清公路以東劃歸西四區，轄區分屬東郊、東單、東四、南苑4區和河北省順義縣、通縣。

1956年3月9日國務院批準，將河北省通縣的金盞、孫河、上新堡、崔各莊、長店、前葦溝、北皋七個鄉劃歸北京市東郊區。

1956年3月17日北京市人民委員會第12次會議決定，將原屬東郊區的后屯鄉，劃歸海淀區由清河鎮管轄。

1958年2月25日北京市人民委員會第二十三次會議決定，將昌平區雷家橋鄉劃歸東郊區管轄。

1958年5月3日國務院批準，東郊區更名朝陽區。

1958年5月3日國務院批準，將東單區朝陽門關廂、東便門關廂劃歸朝陽區。

1960年6月18日，北京市人民委員會【市星字第79號】批準：將首都機場辦事處改為朝陽區人民委員會的派出機關，將順義縣張喜人民公社的天竺和后峪兩個管理區劃歸朝陽區管轄，并入和平人民公社。

1987年11月30日，北京市人民政府【京政發149號】決定：將朝陽區的裕民路以南的裕中東里、裕中西里及部分毗鄰地區劃歸西城區。

截至2018年，朝陽區轄24個街道、19個地區。

朝陽區人民政府駐朝外街道日壇北街33號。