東晉置興安縣。隋改置綿谷縣。南齊至明初先后為東晉壽郡、利州總管府、利州都元帥府、廣元路、廣元府、廣元州治。明洪武二十二年（1389）改置廣元縣。1985年5月經國務院批準設立廣元市市中區。2007年3月13日，《四川省人民政府關于廣元市市中區更名為利州區的批復》（川府函[2007]44號）：經國務院批準，同意將廣元市市中區更名為利州區。

1996年，市中區面積1485.6平方千米，人口約40.7萬人。轄3街道7鎮3鄉：東壩街道、河西街道、嘉陵街道、榮山鎮、三堆鎮、工農鎮、赤化鎮、盤龍鎮、寶輪鎮、大石鎮、龍潭鄉、白朝鄉、金洞鄉。區政府駐東壩街道。

2000年第五次人口普查，市中區常住總人口467532人，其中：東壩街道79813人，嘉陵街道49582人，河西街道38424人，榮山鎮35453人，大石鎮20815人，盤龍鎮23908人，寶輪鎮64187人，赤化鎮11359人，三堆鎮34056人，工農鎮10010人，白朝鄉6790人，金洞鄉6622人，龍潭鄉17510人，雪峰6583人，南河28312人，回龍河8762人，穆斯林4156人，上西16963人，袁家壩4227人。

2004年，市中區轄東壩、嘉陵、河西3個街道，工農、三堆、寶輪、大石、榮山、盤龍、赤化7個鎮和龍潭、白朝、金洞3個鄉。

2005年11月31日，省政府（川府民政[2005]號）批復同意將青川縣洞水鄉劃歸廣元市市中區管轄；同意廣元市市中區撤銷洞水鄉建制，將原洞水鄉所屬行政區域并入金洞鄉，金洞鄉政府駐地由洛陽村遷至龍洞村。

2006年，市中區轄3個街道、7個鎮、3個鄉：東壩街道、嘉陵街道、河西街道、榮山鎮、大石鎮、盤龍鎮、寶輪鎮、赤化鎮、三堆鎮、工農鎮、白朝鄉、金洞鄉、龍潭鄉。以及雪峰、南河、回龍河、西城、上西、袁家壩、楊家巖7個辦事處。

2008年底，根據廣元市政府辦公室第55期《常務會議紀要》精神，將利州區盤龍工業園區三個行政村14個組（仕農村1、4、5、6、7組，協和村1、2、3、4、5組，勤勞村1、2、3、4組）成建制移交開發區管理。2009年1月7日，省政府（川府民政[2009]1號）同意將利州區榮山鎮權壩村的7、8、9三個村民小組所屬行政區域劃歸元壩區元壩鎮管轄。

2010年3月2日，省政府（川府民政[2010]3號）批復同意從東壩、河西2個街道析出部分行政區域，設置南河、雪峰、上西、回龍河、楊家巖5個街道：南河街道轄原東壩街道的石馬壩、鄭州路、南鷹、體育場、接官亭5個社區所屬行政區域，街道辦事處駐蜀門南路257號；雪峰街道轄原東壩街道的九華、泡石溝、雪峰3個村和雪峰寺、泰山路、華山路、五洲4個社區所屬行政區域，街道辦事處駐興安路二段311號；上西街道轄原河西街道的吳家壕村和皇澤、女皇路、則天南路、則天北路、橄欖園5個社區所屬行政區域，街道辦事處駐則天南路45號；回龍河街道轄原河西街道的群心、同心、學工3個村和龍江路、回龍2個社區所屬行政區域，街道辦事處駐回龍路58號；楊家巖街道轄原河西街道的楊柳村和東區、西區、翠林路3個社區所屬行政區域，街道辦事處駐翠林路108號。

2010年第六次人口普查，利州區常住總人口516424人，其中：東壩街道111452人，嘉陵街道60974人，河西街道11212人，榮山鎮27172人，大石鎮20440人，盤龍鎮18193人，寶輪鎮59079人，赤化鎮9168人，三堆鎮21640人，工農鎮9242人，白朝鄉5093人，金洞鄉6403人，龍潭鄉14557人，雪峰街道17849人，南河街道54189人，回龍河街道7808人，上西街道24053人，袁家壩(街道)8335人，楊家巖街道5070人，下西(街道)24495人。

全區現轄8個街道、7個鎮、3個鄉：東壩街道、嘉陵街道、河西街道、雪峰街道、南河街道、上西街道、回龍河街道、楊家巖街道、榮山鎮、大石鎮、盤龍鎮、寶輪鎮、赤化鎮、三堆鎮、工農鎮、白朝鄉、金洞鄉、龍潭鄉。另有袁家壩、下西2個辦事處。