以境內有拱宸橋、湖墅而得名。自秦至唐，區境隸屬錢塘縣；宋至清屬仁和縣；1912年始屬杭縣；1927年建杭州市，為第六區和第八區。1949年5月杭州解放后，改第八區為拱墅區。1959年為拱墅區人民公社聯社，轄區擴展到上泗、留下．三墩、東塘、良渚等地。1960年4月為拱墅區人民公社，管轄范圍除城區部分外，轄樣符、上塘、康橋三個人民公社。1961年7月恢復區建制。1969年5月將3個人民公社劃出，同時西湖區西溪街道劃入。1972年西溪街道劃歸西湖區。

1990年2月，撤銷杭州市拱墅區、半山區，設立新的拱墅區。1996年1月，將拱墅區的石橋鄉、東新街道劃歸下城區，將西湖區的祥符鎮劃歸拱墅區。全區轄6個街道、4個鎮：米市巷街道、湖墅街道、小河街道、和睦街道、拱宸橋街道、大關街道、上塘鎮、康橋鎮、半山鎮、祥符鎮。面積87.8平方千米，人口約25.4萬人。區政府駐湖墅街道。

2000年第五次人口普查，拱墅區總人口429292人，其中：米市巷街道44260人、湖墅街道31693人、小河街道52460人、拱宸橋街道38511人、和睦街道20127人、大關街道49836人、上塘鎮80911人、康橋鎮16860人、半山鎮43165人、祥符鎮51469人。

2000年末，全區總人口27.91萬人。轄4個鎮、6個街道，共有30個行政村、126個居民區（社區）。2001年，全區共有46個社區、14個居民區、30個行政村。

2002年末，全區面積87.73平方千米，人口28.95萬人，轄4個鎮、6個街道，共有24個行政村、64個社區（本年度完成16個村的撤村建居）。2004年末，全區共有68個社區、18個行政村。2005年末全區總人口28.8萬人。

2006年，撤銷上塘鎮，其行政區域由拱墅區政府直轄，在此行政區域范圍內設立上塘街道（3月3日浙政函[2006]29號，3月15日杭政函[2006]31號），，轄假山路、八丈井、紅建河、紹興路、善賢、七古登、拱宸、瓜山、皋亭、蔡馬等10個社區，辦事處駐沈半路3號。2006年末，拱墅區總面積87.73平方千米，人口28.60萬人。轄7個街道、3個鎮，68個社區、18個村委會。區政府駐臺州路1號。

2009年撤銷祥符鎮，其行政區域由拱墅區政府直轄，在此行政區域范圍內設立祥符街道（3月4日浙政函[2009]36號，4月23日杭政函[2009]75號）。區劃調整后，全區轄8個街道、2個鎮：米市巷街道、湖墅街道、小河街道、和睦街道、拱宸橋街道、大關街道、上塘街道、祥符街道、康橋鎮、半山鎮。

2010年撤銷康橋鎮、半山鎮，其行政區域改由拱墅區政府直轄，在此行政區域范圍內設立康橋、半山2個街道（浙政函[2010]152號，10月15日杭政函[2010]236號）。區劃調整后，全區轄10個街道：米市巷街道、湖墅街道、小河街道、和睦街道、拱宸橋街道、大關街道、上塘街道、祥符街道、康橋街道、半山街道。