運河區始建于1980年3月，因京杭大運河縱貫南北而得名。1954年現轄區域屬滄鎮。1958年，屬滄縣城關公社城關管理區和南關管理區。1961年6月1日，經國務院批準，以滄縣城關公社為基礎建立滄州市。該區南部由南大街公社管轄，北部由新華路公社管轄。

1980年3月6日，經國務院批準，滄州市設立新華、運河、郊區三區。以南大街公社、新華路公社轄域建運河區，因境內由著名的運河蜿延而過，故名“運河區”。5月7日運河區籌備組成立，黨群部門在南大街公社原址辦公，政府及后來的人大部門在市招待處南院辦公。1985年10月區政府辦公樓于順河小學南側建成啟用，1989年1月遷至水月寺街225號。

運河區成立之初即組建六個街道辦事處。1981年規范地名的辦事處定為：西環中街街道辦事處、南環中路街道辦事處、水月寺街街道辦事處、市場街道辦事處、公園街道辦事處和南湖街道辦事處。至1998年共轄53個居委會。

1996年，運河區面積17.5平方千米，人口約13.9萬人，轄6個街道。區政府駐水月寺街。1997年11月7日，國務院批準撤銷滄州市郊區，部分行政區域并入運河區，即南陳屯鄉（不含王希魯村）和小王莊鎮（不含三里、北趙家墳村）兩個鄉鎮，83個村。

2000年第五次人口普查，運河區常住總人口267663人，其中：水月寺街街道24363人，南環中街街道48788人，南湖街道10405人，市場街道4044人，西環中街街道45503人，公園街道38241人，小王莊鎮52416人，南陳屯鄉43903人。

2002年3月20日，對社區管理體制進行改革，將原53個居（家）委會，撤并為39個社區居委會，原城區18個非農業村成立小區管委會同時并入相應的社區居委會。

2002年，運河區面積109.92平方千米，人口約26.6萬人。轄6個街道、1個鎮、1個鄉，39個社區、65個行政村。區政府駐水月寺街225號。

2010年第六次人口普查，運河區常住總人口308454人，其中：水月寺街街道24577人，南環中路街道60575人，南湖街道12750人，市場街道7215人，西環中街街道52467人，公園街道59049人，小王莊鎮36573人，南陳屯鄉55248人。