以所在地北臨渭河得名。秦武公伐邽戎，在今巴邑鎮置下邽縣。秦屬內史。西漢析下邽縣北部地于今來化鎮置蓮勺縣，二縣初屬內史，景帝二年（公元前155年）下邽、蓮勺二縣分屬右、左內史，太初元年（公元前104年）下邽、蓮勺二縣分屬京兆尹、左馮翊。東漢初廢下邽入鄭縣，桓帝時分出復設。三國魏二縣屬馮翊郡。前秦甘露二年（360年）析鄭縣、新豐二縣地于今市區置渭南縣，屬京兆郡。

北魏初為避道武帝拓跋名諱，改下邽縣為夏封縣，并遷治雄霸城（今故市鎮）；孝昌三年（527年）渭南縣改名南新豐縣，并于縣兼置渭南郡，郡、縣治在今市區南明光原上；北魏末年廢夏封縣入蓮勺縣。西魏大統三年（537年）析蓮勺縣地于今故市鎮復設夏封縣，二縣同屬延壽郡；廢帝三年（554年）南新豐縣復名渭南縣，并析南部地置中源縣，西南部地置靈源縣（治今陽郭鎮高家），三縣同屬渭南郡。

北周建德二年（573年）廢渭南郡，并省靈源、中源二縣入渭南縣，屬京兆郡。隋開皇三年（583年）廢延壽郡，夏封縣與蓮勺縣屬華州，十四年遷渭南縣治于今市區；大業二年（606年）夏封縣復名下邽縣，廢蓮勺縣入下邽縣，十一年遷下邽縣治于今下吉鎮。唐開元元年（713年）渭南縣屬京兆府，下邽縣屬華州。北宋熙寧六年（1073年）省渭南縣入鄭縣，元豐元年（1078年）復設，屬華州。

元至元年間下邽縣廢入渭南縣，渭南縣境始跨渭河南北；明嘉靖三十八年（1559年）起屬西安府。1914年屬關中道。1928年屬直屬省。1949年屬陜甘寧邊區渭南分區。1950年屬陜西省渭南專區。1969年屬渭南地區。1983年9月9日，國務院批準撤銷渭南縣，設立渭南市（縣級）。1994年12月17日，國務院批準（國函[1994]136號）：（1）撤銷渭南地區和縣級渭南市，設立地級渭南市。（2）渭南市新設臨渭區，以原渭南市的行政區域為臨渭區的行政區域，區政府駐前進路。

1949年5月解放后廢除了保甲制，設1市23區162鄉。1950年1月調整為16區116鄉，1952年調整為11區115鄉，1954年調整為12區106鄉。1956年2月，全縣設4區36鄉（鎮）。1957年撤銷區級建制。1958年8、9月，渭南縣撤銷鄉（鎮）建制，實行公社、大隊、生產隊三級制。

1958年11月華縣、華陰、潼關3縣并入渭南縣，渭南縣設潼關、華陰、華州、金堆、高塘、崇凝、陽郭、城關、故市、官道10個公社，下轄82個管理區，844個生產大隊，4512個生產隊。其中在今境內的5個公社下轄39個管區420個生產大隊2126個生產隊。

1961年8月恢復華縣、華陰、潼關縣制后，渭南縣將原5個公社改為區，下設橋南、崇凝、花園、豐原、大王、陽郭、閻村、三張、程家、城關、城市、白楊、信義、孝義、交斜、故市、藺店、官路、辛市、官道、南七、下吉、官底23個公社。

1962年撤銷城市公社，增設線王、河西、三官廟、贠曲、何劉、雙王、廟底、龍背、南師、憑信、田市、周家12個公社，全縣共有34個公社，534個生產大隊，2577個生產隊。1982年，全縣共有34個公社（鎮），502個生產大隊，2655個生產隊。

1984年，撤銷公社、大隊、生產隊，實行鄉、村建制；駐地城關鎮改為街道辦事處。全市設1個街道、4個鎮、29個鄉，503個行政村、58個居委會。1990年末，全市轄1個街道、7個鎮、26個鄉，510個行政村、51個居委會。

1993年，藺店等6個鄉改為建制鎮。1996年，臨渭區面積1221平方千米，人口約81.6萬人。轄5街道11鎮22鄉：向陽街道、人民街道、解放街道、站南街道、杜橋街道、橋南鎮、崇凝鎮、陽郭鎮、三張鎮、孝義鎮、交斜鎮、故市鎮、藺店鎮、辛市鎮、田市鎮、下吉鎮、花園鄉、線王鄉、河西鄉、豐原鄉、三官廟鄉、大王鄉、員曲鄉、何劉鄉、閻村鄉、程家鄉、雙王鄉、白楊鄉、龍背鄉、信義鄉、南師鄉、憑信鄉、官路鄉、官道鄉、周家鄉、南七鄉、官底鄉、良田鄉。

1997年，官路鄉改為官路鎮，官底鄉改為官底鎮，豐原鄉改為豐原鎮，閻村鄉改為閻村鎮。調整后，臨渭區轄5個街道、15個鎮、18個鄉。

2000年第五次人口普查，臨渭區常住總人口888866人，其中：杜橋街道53312人、人民街道48352人、解放街道33782人、向陽街道25901人、站南街道64231人、橋南鎮11836人、陽郭鎮19006人、故市鎮32551人、下吉鎮32255人、三張鎮22234人、交斜鎮28480人、辛市鎮31622人、崇寧鎮10110人、孝義鎮23913人、吝店鎮31181人、田市鎮24995人、官底鎮33930人、官路鎮22749人、豐原鎮26126人、閻村鎮18887人、花園鄉11927人、線王鄉15738人、河西鄉10739人、三官廟鄉6561人、大王鄉7872人、員曲鄉16071人、何劉鄉7517人、程家鄉16046人、雙王鄉17957人、白楊鄉12749人、良田鄉32974人、龍背鄉22238人、信義鄉26189人、南師鄉21489人、憑信鄉16329人、官道鄉18915人、周家鄉12214人、南七鄉19888人。

2001年區劃調整后，臨渭區轄32個鄉鎮、6個街道。2004年，撤銷良田鄉，設立良田街道、崇業路街道（均由渭南高新技術產業園區管理）。調整后，臨渭區轄8個街道、15個鎮、7個鄉：杜橋街道、人民街道、解放街道、向陽街道、站南街道、雙王街道、良田街道、崇業路街道、橋南鎮、陽郭鎮、故市鎮、下吉鎮、三張鎮、交斜鎮、辛市鎮、崇寧鎮、孝義鎮、吝店鎮、田市鎮、官底鎮、官路鎮、豐原鎮、閻村鎮、河西鄉、大王鄉、龍背鄉、信義鄉、南師鄉、憑信鄉、官道鄉。

2010年第六次人口普查，臨渭區常住總人口877142人，其中：杜橋街道55272人，人民街道66293人，解放街道26614人，向陽街道43049人，站南街道89021人，雙王街道30097人，良田街道18020人，崇業路街道31189人，橋南鎮21267人，陽郭鎮28923人，故市鎮28281人，下吉鎮43222人，三張鎮26809人，交斜鎮24668人，辛市鎮29179人，崇寧鎮27258人，孝義鎮21423人，吝店鎮25064人，田市鎮21795人，官底鎮32240人，官路鎮20193人，豐原鎮24829人，閻村鎮18307人，河西鄉9098人，大王鄉14892人，龍背鄉20455人，信義鄉21389人，南師鄉18411人，憑信鄉13000人，官道鄉26884人。

2011年，撤銷大王鄉并入陽郭鎮，撤銷河西鄉并入閻村鎮，撤銷憑信鄉并入藺店鎮，撤銷南師鄉并入故市鎮，撤銷龍背鄉、信義鄉合并設立龍背鎮，撤銷田市鎮、官道鄉設立官道鎮，并將原官道鄉周家部分并入下吉鎮。調整后，臨渭區轄8個街道、16個鎮：杜橋街道、人民街道、解放街道、向陽街道、站南街道、雙王街道、良田街道、崇業路街道、橋南鎮、陽郭鎮、故市鎮、下吉鎮、三張鎮、交斜鎮、辛市鎮、崇凝鎮、孝義鎮、藺店鎮、官道鎮、官底鎮、官路鎮、豐原鎮、閻村鎮、龍背鎮。

2012年4月24日，下吉鎮正式更名為下邽[guī]鎮，鎮政府駐地遷至雙官路（該鎮位于臨渭區北端，距渭南中心城區28千米。曾為隋朝初年到明朝洪武年間650余年“下邽縣”縣治所在地。1978年下邽更名為下吉）。

2012年末，臨渭區面積1262.1平方千米，戶籍人口984520人，常住人口88.78萬人。2013年末，臨渭區轄8個街道、16個鎮，共有54個社區、509個行政村，區政府駐前進路。