秦屬桂林郡。

漢初屬南越王國。

西漢元鼎六年（前111）屬零陵郡始安縣。

東漢時期屬始安侯國。

三國吳甘露元年（265），屬始安郡始安縣。

南朝宋為始建國始安縣地。

齊及隋朝又為始安郡始安縣地。

唐武德四年（621），為桂州始安縣地。

貞觀八年（634年，一說至德二年），因“附郭桂州”，始安縣更名臨桂縣，此雖為臨桂縣得名之始，然時縣治并不在今臨桂區(qū)境，故此非今臨桂區(qū)建制之前身。

乾元元年（758），今區(qū)境為桂州臨桂縣地。

唐末，析臨桂縣地置廣明縣，治今區(qū)境西北，隸桂州。

五代（907-960）時，設(shè)義寧鎮(zhèn)，治今五通鎮(zhèn)。

后晉天福八年（943），改義寧鎮(zhèn)為義歸場，尋改義寧縣，隸桂州。

開運(yùn)三年（946），廣明、義寧2縣改隸溥州。

宋初，廣明縣并入義寧縣。

乾德元年（963），義寧縣復(fù)隸桂州。

開寶五年（972），義寧縣廢，第二年復(fù)置，仍隸桂州。

紹興三年（1133），改隸靜江府；同時，臨桂縣亦領(lǐng)轄今區(qū)境部分地域。

元至元十五年（1278），義寧、臨桂2縣改隸靜江路。

明洪武元年（1368），義寧、臨桂2縣改隸靜江府。

洪武五年（1372），義寧、臨桂2縣改隸桂林府。

清乾隆六年（1741），析義寧縣地另置龍勝廳。

1912年，臨桂縣撤消，今區(qū)境直屬桂林府及義寧縣。

1913年，撤桂林府置桂林縣，今區(qū)境自此分桂林、義寧2縣，屬漓江道。

1914年屬桂林道。

1927年，屬廣西省。

1930年，屬桂林民團(tuán)區(qū)。

1934年，屬桂林行政監(jiān)督區(qū)。

1939年，桂林縣析出縣城及附郭一部分另置桂林市，桂林縣因之改稱臨桂縣，今區(qū)境分臨桂、義寧2縣，屬桂林行政監(jiān)督區(qū)。

1940年，屬第一行政督察區(qū)。

1942年，直隸廣西省。

1944年，屬第八行政督察區(qū)。

1949年11月臨桂縣遷治良豐，屬桂林專區(qū)。

1950年遷治雁山。

1951年，原靈川縣灘源區(qū)劃入，同時蘇橋區(qū)劃歸永福縣。

1952年，義寧縣撤銷，所轄廟坪鄉(xiāng)劃歸龍勝各族聯(lián)合自治區(qū)（縣級），其他屬域劃歸靈川縣。

1954年6月，靈川縣并入，縣治由雁山遷至當(dāng)時的桂林市區(qū)。

1956年，劃六塘區(qū)城桂鄉(xiāng)柚子灣村、東山鄉(xiāng)五敬村歸陽朔縣；同時陽朔縣葡萄區(qū)人仁鄉(xiāng)易家村和馬嵐上鄉(xiāng)石頭崗村劃入。

1962年，析出靈川縣，同時龍勝各族自治縣廟坪公社劃入。

1971年，屬桂林地區(qū)。

1975年5月，遷治二塘（今臨桂鎮(zhèn)）。

1983年10月，改屬桂林市。

2013年撤縣改區(qū)。

2014年為桂林市人民政府駐地。