荷塘區因政府駐地而得名。自明清以來，轄區分屬湘潭、長沙等縣管轄。解放初屬湘潭縣一區（白關、昭陽等鄉）。1951年7月1日成立株洲市（縣級市）時，現轄區城區部分屬賀家土街道辦事處。1959年株洲設5個區時，始立荷塘鋪區。1969年株洲市劃設城市4個區時，原荷塘鋪區、田心區及中心區的月塘街道辦事處并為株洲市東區。1970年7月8日，經國務院53號文件批復，株洲市城區設立株洲市東區（縣級），下設田心、茨菇塘、月塘和宋家橋4個街道辦事處。1996年，全區面積18.2平方千米，人口約17.3萬人，轄月塘、田心、宋家橋、茨菇塘4個街道，區府駐晏家灣。

1997年5月31日，國務院批復（國函[1997]40號）：設立荷塘區，轄原東區的月塘、茨菇塘、宋家橋3個街道，原郊區的明照、荷塘鋪（不含新民、田心、雙豐3個村）、蝶屏3個鄉和龍頭鋪鎮的茶園、東流、三搭橋3個村，區人民政府駐新華東路。7月，湖南省人民政府批復同意調整株洲市市轄區行政區劃：荷塘區東以株洲市與長沙市、原郊區與株洲縣界線為界，南以明照鄉與建寧鄉界線為界，西以京廣鐵路（西邊線）及白石港河（老河）為界，北以蝶屏鄉與云田鄉界線為界【將原東區的田心街道和荷塘鋪鄉的新民、田心、雙豐3個村劃歸石峰區管轄；劃入原郊區的荷塘鋪、明照、蝶屏3鄉及龍頭鋪鎮的東流、茶園、三搭橋3個行政村，以及原南區建寧街道的文化路、東湖2個居委會，原北區的黃家塘居委會，原郊區城市工作處的麻園、紅旗路2個居委會】。8月1日，荷塘區正式成立，區府駐地新華東路（原東區機關）。全區總面積159平方千米，總人口19.9萬人，非農業人口占71%。轄3個街道、3個鄉：月塘街道、宋家橋街道、茨菇塘街道、明照鄉、荷塘鋪鄉、蝶屏鄉。共有46個居委會、43個行政村。

2000年第五次人口普查，全區總人口260835人，其中：月塘街道59149人、茨菇塘街道76873人、宋家橋街道58375人、荷塘鋪鄉11450人、明照鄉34916人、蝶屏鄉20072人。

2001年，荷塘區對區內行政區劃作出調整，蝶屏鄉、明照鄉分別由原轄19個行政村調減為15個行政村，荷塘鋪鄉由原轄5個行政村調增為13個行政村；對月塘、茨菇塘兩個街道辦事處的行政區域進行了重新劃分。新區劃自10月1日起開始運行。12月18日，撤銷蝶屏鄉，設立仙庾鎮。至此，荷塘區轄一鎮（仙庾鎮）、二鄉（荷塘鋪鄉、明照鄉）、三辦（月塘街道、茨菇塘街道、宋家橋街道），43個行政村、46個居委會。年末全區總人口21.76萬人。

2004年，荷塘區轄3個街道、1個鎮、2個鄉。　月塘街道轄文化路、東湖、合泰、南岳嶺、石塘沖、石子頭、水竹、野鴨沖、袁家灣9個社區。　茨菇塘街道轄上月塘、新月塘、長征、前進、鉆石路、荷葉塘、麻園、黃家塘、紅旗路、余家沖、紅旗村、601、天鵝13個社區。　宋家橋街道轄桂花、晏家灣、金鉤山、湘華、趙家沖、向陽、芙蓉、430、新荷9個社區。　仙庾鎮轄永福居委會；樟橋、霞山、三八、東山、黃塘、雙泉、柏沖、徐家塘、夏家段、蝶屏、仙庾、香草塘、青草沖、董家沖、黃陂田15個村委會。　荷塘鋪鄉轄新塘坡、荷塘鋪、金鉤山、新村、大豐、桂花、戴家嶺、天臺、太陽、桐梓坪、新市、龍洲、星星13個村委會。　明照鄉轄三搭橋、東流、太平橋、宋家橋、東元沖、帥家段、青草壩、菱塘、亭子前、北塘、曹家塘、茶園、道嶺、響塘、明照15個村委會。（根據《湖南省縣及縣以下行政區劃代碼2004年》整理）

2005年1月24日，湖南省民政廳《關于荷塘區行政區劃調整的批復》（湘民行發［2005］6號）：一、同意撤銷荷塘鋪鄉。將原荷塘鋪鄉的金鉤山、太陽、荷塘鋪、新塘坡、桂花、戴家嶺、新村、天臺8個建制村劃入宋家橋街道辦事處；將原荷塘鋪鄉的龍州、星星、大豐、新市、桐梓坪劃入明照鄉。二、同意將明照鄉的宋家橋建制村劃入宋家橋街道辦事處；將明照鄉的帥家塅、東元2個建制村劃入仙庾鎮。行政區劃調整后，宋家橋街道辦事處轄9個社區、9個建制村，總面積29.6平方千米，總人口8.37萬人，辦事處駐宋家橋；明照鄉轄17個建制村，總面積60.3平方千米，總人口2.58萬人，鄉人民政府駐分路口；仙庾鎮轄1個社區、17個建制村，總面積59.5平方千米，人口1.93萬人，鎮人民政府駐永福。1月28日，株洲市人民政府株政辦發[2005]3號文件批復同意荷塘區行政區劃調整。　同年，荷塘區進行行政區劃調整，具體方案為：（1）撤銷荷塘鋪鄉，新增設金山街道辦事處和桂花街道辦事處兩個街道辦事處。（2）對仙庾鎮、明照鄉行政區域及宋家橋街道辦事處管轄范圍進行調整。原月塘街道辦事處與茨菇塘街道辦事處管轄范圍此次不作調整。2005年末，荷塘區轄5個街道、1個鎮、1個鄉：月塘街道、茨菇塘街道、宋家橋街道、金山街道、桂花街道、仙庾鎮、明照鄉。區政府駐新華東路荷塘鋪。